JP2023141038A - Radar device - Google Patents

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Abstract

To provide a radar device capable of improving the detection accuracy of targets.SOLUTION: The radar device includes: multiple transmitting antennas including a first transmitting antenna that emits first linearly polarized waves, and a second transmitting antenna that is placed adjacent to the first transmitting antenna that emits second linearly polarized wave different from the first linear polarization; and a transmitting circuit that multiples and transmits transmission signals with a phase rotation amount that differs by ξ or -ξ between the first transmitting antenna and the second transmitting antenna in each transmission cycle from the multiple transmitting antennas.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、レーダ装置に関する。 The present disclosure relates to a radar device.

近年、高分解能が得られるマイクロ波又はミリ波を含む波長の短いレーダ送信信号を用いたレーダ装置の検討が進められている。また、屋外での安全性を向上させるために、車両以外にも、歩行者といった小物体を広角範囲で検知するレーダ装置(例えば、広角レーダ装置と呼ぶ)の開発が求められている。 In recent years, studies have been underway on radar devices that use radar transmission signals with short wavelengths, including microwaves or millimeter waves, which can provide high resolution. Furthermore, in order to improve outdoor safety, there is a need to develop a radar device (for example, called a wide-angle radar device) that can detect small objects such as pedestrians in a wide-angle range in addition to vehicles.

広角な検知範囲を有するレーダ装置の構成として、例えば、複数のアンテナ(又は、アンテナ素子とも呼ぶ)で構成されるアレーアンテナによってターゲットからの反射波を受信し、素子間隔(アンテナ間隔)に対する受信位相差に基づく信号処理アルゴリズムによって反射波の到来する方向(又は、到来角と呼ぶ)を推定する手法(到来角推定手法。Direction of Arrival (DOA) estimation)を用いる構成がある。例えば、到来角推定手法には、フーリエ法(Fourier法)、又は、高い分解能が得られる手法としてCapon法、MUSIC(Multiple Signal Classification)及びESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)が挙げられる。 As a configuration of a radar device having a wide-angle detection range, for example, reflected waves from a target are received by an array antenna consisting of multiple antennas (also called antenna elements), and the receiving position is determined with respect to the element spacing (antenna spacing). There is a configuration that uses a method (Direction of Arrival (DOA) estimation) that estimates the direction in which a reflected wave arrives (or called the angle of arrival) using a signal processing algorithm based on phase difference. For example, angle-of-arrival estimation methods include the Fourier method, and methods that provide high resolution include the Capon method, MUSIC (Multiple Signal Classification), and ESPRIT (Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques).

また、レーダ装置として、例えば、受信部に加え、送信部にも複数のアンテナ(アレーアンテナ)を備え、送受信アレーアンテナを用いた信号処理によりビーム走査を行う構成(MIMO(Multiple Input Multiple Output)レーダと呼ぶこともある)が提案されている(例えば、非特許文献1を参照)。 In addition, as a radar device, for example, in addition to the receiving section, the transmitting section is also equipped with multiple antennas (array antennas), and the beam scanning is performed by signal processing using the transmitting and receiving array antenna (MIMO (Multiple Input Multiple Output) radar). ) has been proposed (for example, see Non-Patent Document 1).

特表2011-526371号公報Special Publication No. 2011-526371 米国特許第9,541,638号明細書US Patent No. 9,541,638 米国特許公開第2019/0064337号明細書US Patent Publication No. 2019/0064337 米国特許公開第2020/0363497号明細書US Patent Publication No. 2020/0363497 特開2020-148754号公報Japanese Patent Application Publication No. 2020-148754

J. Li, and P. Stoica, "MIMO Radar with Colocated Antennas", Signal Processing Magazine, IEEE Vol. 24, Issue: 5, pp. 106-114, 2007J. Li, and P. Stoica, "MIMO Radar with Colocated Antennas", Signal Processing Magazine, IEEE Vol. 24, Issue: 5, pp. 106-114, 2007 M. Kronauge, H.Rohling,"Fast two-dimensional CFAR procedure", IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., 2013, 49, (3), pp. 1817-1823M. Kronauge, H. Rohling, "Fast two-dimensional CFAR procedure", IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., 2013, 49, (3), pp. 1817-1823 Direction-of-arrival estimation using signal subspace modeling Cadzow, J.A.; Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on Volume: 28 , Issue: 1 Publication Year: 1992 , Page(s): 64 - 79Direction-of-arrival estimation using signal subspace modeling Cadzow, J.A.; Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on Volume: 28 , Issue: 1 Publication Year: 1992 , Page(s): 64 - 79

しかしながら、レーダ装置(例えば、MIMOレーダ)において物標(又はターゲット)を検知する方法について十分に検討されていない。 However, a method for detecting an object (or target) in a radar device (for example, a MIMO radar) has not been sufficiently studied.

本開示の非限定的な実施例は、物標の検知精度を向上するレーダ装置の提供に資する。 Non-limiting embodiments of the present disclosure contribute to providing a radar device that improves target detection accuracy.

本開示の一実施例に係るレーダ装置は、第1の直線偏波を放射する第1の送信アンテナ、及び、前記第1の送信アンテナに隣り合い、前記第1の直線偏波と異なる第2の直線偏波を放射する第2の送信アンテナを含む複数の送信アンテナと、各送信周期における前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとの間の位相がφ又は-φ異なる位相回転量が付与された送信信号を前記複数の送信アンテナから多重送信する送信回路と、を具備する。 A radar device according to an embodiment of the present disclosure includes a first transmitting antenna that emits a first linearly polarized wave, and a second transmitting antenna that is adjacent to the first transmitting antenna and that is different from the first linearly polarized wave. a plurality of transmitting antennas including a second transmitting antenna that radiates linearly polarized waves, and a phase rotation in which the phase between the first transmitting antenna and the second transmitting antenna in each transmission period is different by φ or -φ. and a transmitting circuit that multiplex transmits the transmission signal to which the amount of transmission is assigned from the plurality of transmitting antennas.

なお、これらの包括的または具体的な実施例は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 Note that these comprehensive or specific embodiments may be realized by a system, an apparatus, a method, an integrated circuit, a computer program, or a recording medium. It may be implemented with any combination of media.

本開示の一実施例によれば、レーダ装置における物標の検知精度を向上できる。 According to an embodiment of the present disclosure, it is possible to improve the detection accuracy of a target in a radar device.

本開示の一実施例における更なる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ提供されるが、1つまたはそれ以上の同一の特徴を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。 Further advantages and effects of an embodiment of the disclosure will become apparent from the description and the drawings. Such advantages and/or effects may be provided by each of the several embodiments and features described in the specification and drawings, but not necessarily all are provided in order to obtain one or more of the same features. There isn't.

レーダ装置の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a radar device チャープパルスを用いた場合の送信信号の一例を示す図Diagram showing an example of a transmission signal when using chirped pulses ドップラシフト量及び直交符号の割り当て例を示す図Diagram showing an example of Doppler shift amount and orthogonal code assignment ドップラシフト量及び直交符号の割り当て例を示す図Diagram showing an example of Doppler shift amount and orthogonal code assignment ドップラシフト量及び直交符号の割り当て例を示す図Diagram showing an example of Doppler shift amount and orthogonal code assignment 送信アンテナの一例を示す図Diagram showing an example of a transmitting antenna 送信アンテナの一例を示す図Diagram showing an example of a transmitting antenna 送信アンテナの一例を示す図Diagram showing an example of a transmitting antenna 左旋円偏波の指向性の一例を示す図Diagram showing an example of the directivity of left-handed circularly polarized waves 右旋円偏波の指向性の一例を示す図Diagram showing an example of directivity of right-handed circularly polarized waves チャープパルスを用いた場合の送信信号及び受信信号の一例を示す図Diagram showing an example of a transmitted signal and a received signal when chirped pulses are used ドップラ領域圧縮処理の一例を示す図Diagram showing an example of Doppler region compression processing ドップラシフト量及び直交符号の割り当て例を示す図Diagram showing an example of Doppler shift amount and orthogonal code assignment ドップラ折り返し判定の一例を示す図Diagram showing an example of Doppler aliasing determination アンテナの配置例を示す図Diagram showing an example of antenna arrangement アンテナの配置例を示す図Diagram showing an example of antenna arrangement アンテナの配置例を示す図Diagram showing an example of antenna arrangement アンテナの配置例を示す図Diagram showing an example of antenna arrangement レーダ装置の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a radar device アンテナの配置例を示す図Diagram showing an example of antenna arrangement レーダ装置の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a radar device 送信信号の切替制御の一例を示す図Diagram showing an example of transmission signal switching control 送信信号の切替制御の一例を示す図Diagram showing an example of transmission signal switching control 送信切替制御テーブルの一例を示す図Diagram showing an example of a transmission switching control table レーダ装置の構成例を示すブロック図Block diagram showing a configuration example of a radar device ドップラ多重割り当てテーブルの一例を示す図Diagram showing an example of a Doppler multiple assignment table ドップラ多重割り当てテーブルの一例を示す図Diagram showing an example of a Doppler multiple assignment table ドップラ多重割り当てテーブルの一例を示す図Diagram showing an example of a Doppler multiple assignment table

MIMOレーダは、例えば、時分割、周波数分割又は符号分割を用いて多重した信号(レーダ送信波)を複数の送信アンテナ(又は送信アレーアンテナと呼ぶ)から送信し、周辺物体において反射された信号(レーダ反射波)を複数の受信アンテナ(又は受信アレーアンテナと呼ぶ)を用いて受信し、それぞれの受信信号から、多重された送信信号を分離して受信する。このような処理により、MIMOレーダは、これらの受信信号を、仮想受信アレーとしてアレー信号処理を行う。 MIMO radar transmits multiplexed signals (radar transmission waves) using, for example, time division, frequency division, or code division from multiple transmission antennas (or called transmission array antennas), and transmits signals reflected from surrounding objects ( A plurality of reception antennas (or called reception array antennas) are used to receive the radar reflected waves), and a multiplexed transmission signal is separated from each reception signal and received. Through such processing, the MIMO radar performs array signal processing on these received signals as a virtual reception array.

また、MIMOレーダでは、送受信アレーアンテナにおける素子間隔を適切に配置することにより、仮想受信アレーのアンテナ開口を拡大し、角度分解能の向上を図ることができる。あるいは、MIMOレーダでは、仮想受信アレーのアンテナ間隔をより密に配置することで、サイドローブ又はグレーティングローブの抑圧が可能となる。 Furthermore, in MIMO radar, by appropriately arranging the element spacing in the transmitting and receiving array antenna, it is possible to enlarge the antenna aperture of the virtual receiving array and improve the angular resolution. Alternatively, in MIMO radar, side lobes or grating lobes can be suppressed by arranging the antennas of the virtual receiving array closer together.

例えば、特許文献1には、MIMOレーダの多重送信方法として、送信アンテナ毎に送信時間をシフトして信号を送信する時分割多重送信を用いたMIMOレーダ(以下、「時分割多重MIMOレーダ」と呼ぶ)が開示されている。時分割多重MIMOレーダは、送信アンテナを規定された周期で逐次的に切り替えながら、送信信号の一例である送信パルスを出力する。時分割多重MIMOレーダは、送信パルスが物体で反射された信号を複数の受信アンテナで受信し、受信信号と送信パルスとの相関処理後に、例えば、空間的なFFT(Fast Fourier Transforma)処理(反射波の到来方向推定処理)を行う。 For example, Patent Document 1 describes a MIMO radar (hereinafter referred to as "time division multiplex MIMO radar") that uses time division multiplex transmission in which signals are transmitted by shifting the transmission time for each transmitting antenna as a multiplex transmission method of MIMO radar. ) is disclosed. A time division multiplexing MIMO radar outputs a transmission pulse, which is an example of a transmission signal, while sequentially switching transmission antennas at a prescribed period. A time-division multiplexing MIMO radar receives a signal in which a transmitted pulse is reflected by an object using multiple receiving antennas, and performs, for example, spatial FFT (Fast Fourier Transforma) processing (reflection wave arrival direction estimation process).

時分割多重MIMOレーダは、送信信号(例えば送信パルス又はレーダ送信波)を送信する送信アンテナを、規定された周期で逐次的に切り替えていく。これにより、時分割多重MIMOレーダは、送信アンテナ数Ntと受信アンテナ数Naとの積(=Nt×Na)で示される伝搬路応答を取り出すことができ、これらの(Nt×Na)個の受信信号を仮想受信アレーとしてアレー信号処理を行う。例えば、時分割で切り替えて送信信号を多重する送信アンテナ数(例えば、時分割多重数)を超える送信アンテナの利用は困難である。例えば、レーダ装置が、Nt個の送信アンテナを用いて時分割多重数Ntで送信信号を送信する場合、(Nt×Na)個を超える伝搬路応答を取り出すことは困難である。そのため、レーダ装置のコスト又は設置場所といった制約によって、アンテナ数が制約される場合には角度分解能又はサイドローブ抑圧効果が限定され測角性能を高められない可能性がある。 A time division multiplexing MIMO radar sequentially switches transmission antennas that transmit transmission signals (for example, transmission pulses or radar transmission waves) at a prescribed cycle. As a result, the time division multiplexing MIMO radar can extract the propagation path response represented by the product of the number of transmitting antennas Nt and the number of receiving antennas Na (=Nt × Na), and these (Nt × Na) reception Array signal processing is performed using the signal as a virtual receiving array. For example, it is difficult to use transmitting antennas that exceed the number of transmitting antennas (for example, the number of time-division multiplexing) that multiplex transmit signals by switching in time division. For example, when a radar device transmits transmission signals with a time division multiplexing number Nt using Nt transmission antennas, it is difficult to extract more than (Nt×Na) propagation path responses. Therefore, if the number of antennas is restricted due to constraints such as the cost or installation location of the radar device, the angular resolution or sidelobe suppression effect will be limited and the angle measurement performance may not be improved.

次に、一例として、複数の送信アンテナから送信信号を同時に多重して送信する方法に着目する。 Next, as an example, we will focus on a method of simultaneously multiplexing and transmitting transmission signals from a plurality of transmission antennas.

複数の送信アンテナから送信信号を同時に多重して送信する方法として、例えば、受信部においてドップラ周波数領域において複数の送信信号を分離できるように信号を送信する方法(以下、「ドップラ多重送信」と呼ぶ)がある(例えば、非特許文献2を参照)。 As a method for simultaneously multiplexing and transmitting transmission signals from multiple transmitting antennas, for example, there is a method of transmitting signals such that multiple transmission signals can be separated in the Doppler frequency domain at the receiving section (hereinafter referred to as "Doppler multiplex transmission"). ) (for example, see Non-Patent Document 2).

ドップラ多重送信において、送信部では、例えば、基準となる送信アンテナから送信される送信信号に対して、基準となる送信アンテナと異なる送信アンテナから送信される送信信号に、それぞれ異なるドップラシフト量が与えられ、複数(例えば、Nt個)の送信アンテナから送信信号が同時に送信される。ドップラ多重送信において、複数(例えば、Na個)の受信アンテナを用いて受信した信号は、それぞれドップラ周波数領域においてフィルタリングすることにより、各送信アンテナから送信された送信信号が分離して受信される。これにより、ドップラ多重送信を用いたMIMOレーダ(以下、「ドップラ多重MIMOレーダ」と呼ぶ)は、送信アンテナ数Ntと受信アンテナ数Naとの積(=Nt×Na)で示される伝搬路応答を取り出すことができ、これらの(Nt×Na)個の受信信号を仮想受信アレーとしてアレー信号処理を行う。例えば、ドップラ多重送信する送信アンテナ数(例えば、ドップラ多重数)を超える送信アンテナの利用は困難である。例えば、レーダ装置が、Nt個の送信アンテナを用いてドップラ多重数Ntで送信信号を送信する場合、(Nt×Na)個を超える伝搬路応答を取り出すことは困難である。 In Doppler multiplex transmission, for example, the transmitting section applies different Doppler shift amounts to the transmission signals transmitted from the reference transmission antenna and to the transmission signals transmitted from the transmission antennas different from the reference transmission antenna. and transmit signals are simultaneously transmitted from a plurality of (for example, Nt) transmit antennas. In Doppler multiplex transmission, signals received using a plurality of (for example, Na) receiving antennas are filtered in the Doppler frequency domain, so that the transmission signals transmitted from each transmitting antenna are separated and received. As a result, a MIMO radar using Doppler multiplex transmission (hereinafter referred to as "Doppler multiplex MIMO radar") has a propagation path response represented by the product of the number of transmitting antennas Nt and the number of receiving antennas Na (=Nt×Na). These (Nt×Na) received signals are used as a virtual reception array to perform array signal processing. For example, it is difficult to use transmitting antennas that exceed the number of transmitting antennas for Doppler multiplex transmission (for example, the number of Doppler multiplexes). For example, when a radar device transmits a transmission signal with a Doppler multiplex number Nt using Nt transmission antennas, it is difficult to extract more than (Nt×Na) propagation path responses.

また、複数の送信アンテナから送信信号を同時に多重して送信する他の方法として、符号多重送信がある(例えば、特許文献2を参照)。例えば、符号多重送信を用いたMIMOレーダ(以下、「符号多重MIMOレーダ」と呼ぶ)は、送信信号(例えば、チャープ信号)の繰り返し送信毎に、送信アンテナ毎に異なる符号列(以下、符号又は符号系列とも呼ぶ)に基づく位相変調を繰り返し付与して、複数(例えば、Nt個)の送信アンテナから符号多重送信する。また、符号多重MIMOレーダは、例えば、複数(例えば、Na個)の受信アンテナを用いて受信した信号を検波処理することにより、符号多重された受信信号の距離情報を抽出する。また、符号多重MIMOレーダは、例えば、送信信号の繰り返し送信毎に得られた距離情報に対して、M個に分割して速度方向のフーリエ変換処理を行う(Mは例えば、符号列の符号長を用いる)。符号多重MIMOレーダは、M個の速度方向のフーリエ変換処理結果に、検出された速度成分に基づく位相補正を加え、送信アンテナ毎に付与した符号列を分離する逆符号列を乗算することにより、符号多重された受信信号を分離する。 Further, as another method for simultaneously multiplexing and transmitting transmission signals from a plurality of transmission antennas, there is code multiplex transmission (see, for example, Patent Document 2). For example, a MIMO radar using code multiplexing (hereinafter referred to as a "code multiplexing MIMO radar") uses a different code string (hereinafter referred to as a code or (also referred to as a code sequence) is repeatedly applied to perform code multiplex transmission from a plurality of (for example, Nt) transmitting antennas. Further, the code-multiplexed MIMO radar extracts distance information of the code-multiplexed received signal, for example, by performing detection processing on signals received using a plurality of (for example, Na) receiving antennas. In addition, the code-multiplexed MIMO radar, for example, divides the distance information obtained each time the transmission signal is repeatedly transmitted into M pieces and performs Fourier transform processing in the velocity direction (M is, for example, the code length of the code string). ). The code multiplexing MIMO radar adds phase correction based on the detected velocity component to the M Fourier transform processing results in the velocity direction, and multiplies it by an inverse code string that separates the code string assigned to each transmitting antenna. Separates the code-multiplexed received signal.

このような符号多重MIMOレーダの構成により、例えば、ターゲットと符号多重MIMOレーダとの間の相対速度がゼロではない場合でも、符号多重MIMOレーダは、符号多重された受信信号間の相互干渉を抑え、符号多重された受信信号を分離できる。これにより、符号多重MIMOレーダは、送信アンテナ数Ntと受信アンテナ数Naとの積(=Nt×Na)で示される伝搬路応答を取り出すことができ、これらの(Nt×Na)個の受信信号を仮想受信アレーとしてアレー信号処理を行う。例えば、符号多重送信する送信アンテナ数(例えば、符号多重数)を超える送信アンテナの利用は困難である。例えば、レーダ装置が、Nt個の送信アンテナを用いて符号多重数Ntで送信信号を送信する場合、(Nt×Na)個を超える伝搬路応答を取り出すことは困難である。 With this configuration of the code-multiplexed MIMO radar, for example, even if the relative speed between the target and the code-multiplexed MIMO radar is not zero, the code-multiplexed MIMO radar can suppress mutual interference between code-multiplexed received signals. , code-multiplexed received signals can be separated. As a result, the code multiplexing MIMO radar can extract the propagation path response represented by the product of the number of transmitting antennas Nt and the number of receiving antennas Na (=Nt×Na), and these (Nt×Na) received signals Array signal processing is performed using the array as a virtual receiving array. For example, it is difficult to use transmitting antennas that exceed the number of transmitting antennas for code multiplexing transmission (for example, the number of code multiplexing). For example, when a radar device transmits a transmission signal with a code multiplex number Nt using Nt transmission antennas, it is difficult to extract more than (Nt×Na) propagation path responses.

また、例えば、異なる偏波の電波を放射するアンテナ、あるいは異なる偏波の電波を受信するアンテナの使用により、レーダ検出性能又は識別性能を向上させる技術がある(例えば、特許文献3又は4を参照)。複数の偏波を用いるレーダ装置は、例えば、「偏波レーダ(Polarimetric radar)」とも呼ばれる。 Furthermore, there is a technique for improving radar detection performance or identification performance by using antennas that emit radio waves with different polarizations or antennas that receive radio waves with different polarizations (for example, see Patent Documents 3 and 4). ). A radar device that uses multiple polarized waves is also called, for example, a "polarimetric radar."

例えば、特許文献3又は特許文献4には、垂直偏波あるいは水平偏波を用いるアンテナで送信信号を送信し、垂直偏波あるいは水平偏波を用いるアンテナで受信した信号を用いて、物体を検出し識別する方法が開示されている。また、特許文献4には、例えば、左旋円偏波あるいは右旋円偏波を用いるアンテナで送信信号を送信し、左旋円偏波あるいは右旋円偏波を用いるアンテナで受信した信号を用いて、物体を検出し識別する方法が開示されている。なお、垂直偏波又は水平偏波といった直線偏波、あるいは、左旋円偏波又は右旋円偏波といった円偏波を用いるアンテナを「偏波アンテナ」とも呼ぶ。 For example, Patent Document 3 or Patent Document 4 discloses that an antenna using vertical polarization or horizontal polarization transmits a transmission signal, and a signal received by an antenna using vertical polarization or horizontal polarization is used to detect an object. A method for identifying the information is disclosed. Further, Patent Document 4 describes, for example, that a transmission signal is transmitted using an antenna that uses left-handed circularly polarized waves or right-handed circularly polarized waves, and a signal that is received by an antenna that uses left-handed circularly polarized waves or right-handed circularly polarized waves is used. , a method for detecting and identifying objects is disclosed. Note that an antenna that uses linearly polarized waves such as vertically polarized waves or horizontally polarized waves, or circularly polarized waves such as left-handed circularly polarized waves or right-handed circularly polarized waves is also referred to as a "polarized antenna."

このような偏波レーダは、レーダの検出性能又は識別性能を向上させる一方で、複数の異なる種類の偏波アンテナを用いる。例えば、垂直及び水平偏波に加え、左旋円偏波及び右旋円偏波4種類の偏波を送信するには、4個の送信アンテナを用いる。さらに、偏波毎にMIMOレーダを構成する場合は、より多くの送信アンテナを用いる。例えば、4偏波毎にNt個の送信アンテナを用いてMIMO多重送信を行うためには、4×Nt個の送信アンテナを用いる。例えば、本開示に係る一実施例では、レーダ装置(例えば、偏波レーダ装置、又は、偏波MIMOレーダとも呼ぶ)は、偏波アンテナの組み合わせによって新たな偏波(例えば、円偏波)を生成することにより、少ない送信アンテナを用いてより多くの偏波を用いた多重送信を行う。これにより、本開示に係る一実施例のレーダ装置は、送信アンテナの増加を抑制し、より多くの仮想受信アンテナを利用することにより、レーダ装置の測角性能の向上を図り、物標の検知精度を向上できる。 Such polarized radars use multiple different types of polarized antennas while improving the detection or identification performance of the radar. For example, four transmitting antennas are used to transmit four types of polarization: vertical and horizontal polarization, as well as left-handed circular polarization and right-handed circular polarization. Furthermore, when configuring a MIMO radar for each polarization, more transmitting antennas are used. For example, in order to perform MIMO multiplex transmission using Nt transmit antennas for each of four polarized waves, 4×Nt transmit antennas are used. For example, in one embodiment according to the present disclosure, a radar device (for example, also referred to as a polarized radar device or a polarized MIMO radar) generates new polarized waves (for example, circularly polarized waves) by a combination of polarized antennas. By generating this, multiplex transmission using more polarizations is performed using fewer transmit antennas. As a result, the radar device according to the embodiment of the present disclosure suppresses the increase in the number of transmitting antennas and uses more virtual receiving antennas to improve the angle measurement performance of the radar device and detect target objects. Accuracy can be improved.

以下、本開示の一実施例に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。 Hereinafter, an embodiment according to an example of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Note that in the embodiments, the same components are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted since it is redundant.

以下では、レーダ装置において、送信ブランチにおいて、複数の送信アンテナから同時に多重された異なる送信信号を送出し、受信ブランチにおいて、各送信信号を分離して受信処理を行う構成(例えば、MIMOレーダ構成)について説明する。 In the following, a configuration (for example, a MIMO radar configuration) in which a radar device transmits multiplexed different transmission signals simultaneously from a plurality of transmission antennas in a transmission branch and separates each transmission signal and performs reception processing in a reception branch is described. I will explain about it.

また、以下では、一例として、チャープ(chirp)パルスのような周波数変調したパルス波を用いたレーダ方式(例えば、チャープパルス送信(fast chirp modulation)とも呼ぶ)の構成について説明する。ただし、変調方式は、周波数変調に限定されない。例えば、本開示の一実施例は、パルス列を位相変調又は振幅変調して送信するパルス圧縮レーダを用いたレーダ方式についても適用可能である。 Further, below, as an example, a configuration of a radar system using a frequency-modulated pulse wave such as a chirp pulse (for example, also referred to as chirp pulse transmission (fast chirp modulation)) will be described. However, the modulation method is not limited to frequency modulation. For example, an embodiment of the present disclosure is also applicable to a radar system using a pulse compression radar that transmits a pulse train after phase modulation or amplitude modulation.

また、レーダ装置は、例えば、ドップラ多重送信を行う。更に、レーダ装置は、例えば、ドップラ多重送信においてドップラ多重数分の異なる位相回転(例えば、位相シフト)を付与した信号(以下、「ドップラ多重送信信号」と呼ぶ)を、符号化(例えば、CDM(Code Division Multiplexing))して、多重送信する(以下、「符号化ドップラ多重(Coded Doppler Multiplexing)」と呼ぶ)。 Further, the radar device performs, for example, Doppler multiplex transmission. Furthermore, the radar device encodes (for example, CDM) a signal (hereinafter referred to as a "Doppler multiplex transmission signal") to which different phase rotations (e.g., phase shifts) have been added for the number of Doppler multiplexes in Doppler multiplex transmission, for example. (Code Division Multiplexing)) and multiplex transmission (hereinafter referred to as "coded Doppler multiplexing").

[レーダ装置の構成]
図1のレーダ装置10は、レーダ送信部(送信ブランチ)100と、レーダ受信部(受信ブランチ)200と、測位出力部300とを有する。
[Configuration of radar device]
The radar device 10 in FIG. 1 includes a radar transmitting section (transmitting branch) 100, a radar receiving section (receiving branch) 200, and a positioning output section 300.

レーダ送信部100は、レーダ信号(レーダ送信信号)を生成し、複数の送信アンテナ109(例えば、Nt個)によって構成される送信アレーアンテナを用いて、レーダ送信信号を規定された送信周期(以下、「レーダ送信周期」と呼ぶ)にて送信する。 The radar transmitting unit 100 generates a radar signal (radar transmission signal), and transmits the radar transmission signal at a specified transmission period (hereinafter referred to as a , called the "radar transmission cycle").

レーダ受信部200は、物標(ターゲット。図示せず)により反射したレーダ送信信号である反射波信号を、複数の受信アンテナ202-1~202-Naを含む受信アレーアンテナを用いて受信する。レーダ受信部200は、各受信アンテナ202において受信した反射波信号を信号処理し、例えば、物標の有無検出又は反射波信号の到来距離、ドップラ周波数(例えば相対速度)、及び到来方向の推定を行い、推定結果に関する情報(例えば、測位情報)を出力する。 The radar receiving unit 200 receives a reflected wave signal, which is a radar transmission signal reflected by a target (not shown), using a receiving array antenna including a plurality of receiving antennas 202-1 to 202-Na. The radar receiving unit 200 processes the reflected wave signals received by each receiving antenna 202, and detects the presence or absence of a target or estimates the arrival distance, Doppler frequency (for example, relative velocity), and direction of arrival of the reflected wave signal. and outputs information regarding the estimation results (for example, positioning information).

測位出力部300は、レーダ受信部200から入力される到来方向の推定結果に関する情報に基づいて、測位出力処理を行う。 The positioning output unit 300 performs positioning output processing based on information regarding the estimated direction of arrival input from the radar receiving unit 200.

なお、レーダ装置10は、例えば、車両といった移動体に搭載されてよく、測位出力部300からの測位出力(例えば、推定結果に関する情報)は、例えば、衝突安全性を高める先進運転支援システム(ADAS:Advanced Driver Assistance System)又は自動運転システムといったの制御装置ECU(Electronic Control Unit)(図示なし)に接続され、車両駆動制御又は警報発呼制御に利用されてもよい。 Note that the radar device 10 may be mounted on a moving object such as a vehicle, and the positioning output (for example, information regarding estimation results) from the positioning output unit 300 may be used, for example, in an advanced driving support system (ADAS) that increases collision safety. It may be connected to a control device ECU (Electronic Control Unit) (not shown) such as an Advanced Driver Assistance System (Advanced Driver Assistance System) or an automatic driving system, and used for vehicle drive control or alarm call control.

また、レーダ装置10は、例えば、路側の電柱又は信号機といった比較的高所の構造物(図示なし)に取り付けられてよい。また、レーダ装置10は、例えば、通行する車両又は歩行者の安全性を高める支援システム又は不審者の侵入防止システム(図示なし)におけるセンサとして利用されてもよい。また、レーダ受信部200の測位出力は、例えば、安全性を高める支援システム又は不審者侵入防止システムにおける制御装置(図示なし)に接続され、警報発呼制御又は異常検出制御に利用されてもよい。なお、レーダ装置10の用途はこれらに限定されず、他の用途に利用されてもよい。 Further, the radar device 10 may be attached to a relatively high structure (not shown) such as a roadside utility pole or a traffic light, for example. Further, the radar device 10 may be used, for example, as a sensor in a support system that increases the safety of passing vehicles or pedestrians, or a system for preventing intrusion by suspicious persons (not shown). Further, the positioning output of the radar receiving unit 200 may be connected to a control device (not shown) in a support system for increasing safety or a system for preventing intrusion of suspicious persons, and may be used for alarm call control or abnormality detection control. . Note that the uses of the radar device 10 are not limited to these, and may be used for other uses.

また、物標はレーダ装置10が検出する対象の物体であり、例えば、車両(4輪及び2輪を含む)、人、ブロック又は縁石などを含む。 Further, the target object is an object to be detected by the radar device 10, and includes, for example, a vehicle (including four wheels and two wheels), a person, a block, or a curb.

[レーダ送信部100の構成]
レーダ送信部100は、レーダ送信信号生成部101と、位相回転量設定部105と、位相回転部108と、送信アンテナ109と、を有する。
[Configuration of radar transmitter 100]
Radar transmission section 100 includes radar transmission signal generation section 101 , phase rotation amount setting section 105 , phase rotation section 108 , and transmission antenna 109 .

レーダ送信信号生成部101は、レーダ送信信号を生成する。レーダ送信信号生成部101は、例えば、送信信号生成制御部102、変調信号発生部103及びVCO(Voltage Controlled Oscillator:電圧制御発信器)104を有する。以下、レーダ送信信号生成部101における各構成部について説明する。 Radar transmission signal generation section 101 generates a radar transmission signal. The radar transmission signal generation section 101 includes, for example, a transmission signal generation control section 102, a modulation signal generation section 103, and a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 104. Each component in radar transmission signal generation section 101 will be explained below.

送信信号生成制御部102は、例えば、レーダ送信周期毎の送信信号発生タイミングを設定し、設定した送信信号発生タイミングに関する情報を、変調信号発生部103及び位相回転量設定部105(例えば、ドップラシフト設定部106)に出力する。ここで、レーダ送信周期を「Tr」とする。 For example, the transmission signal generation control unit 102 sets the transmission signal generation timing for each radar transmission cycle, and transmits information regarding the set transmission signal generation timing to the modulation signal generation unit 103 and the phase rotation amount setting unit 105 (for example, Doppler shift output to the setting section 106). Here, let the radar transmission cycle be "Tr".

変調信号発生部103は、送信信号生成制御部102から入力されるレーダ送信周期Tr毎の送信信号発生タイミングに関する情報に基づいて、例えば、のこぎり歯形状の変調信号を周期的に発生させる。 The modulated signal generation section 103 periodically generates, for example, a sawtooth-shaped modulation signal, based on information regarding the transmission signal generation timing for each radar transmission period Tr, which is input from the transmission signal generation control section 102.

VCO104は、変調信号発生部103から入力される変調信号に基づいて、例えば、図2に示すようなレーダ送信信号(レーダ送信波)として、周波数変調信号(以下、例えば、周波数チャープ信号又はチャープ信号と呼ぶ)を位相回転部108、及び、レーダ受信部200(後述するミキサ部204)へ出力する。 Based on the modulation signal input from the modulation signal generation unit 103, the VCO 104 generates a frequency modulation signal (hereinafter, for example, a frequency chirp signal or a chirp signal) as a radar transmission signal (radar transmission wave) as shown in FIG. ) is output to the phase rotation section 108 and the radar reception section 200 (mixer section 204 described later).

位相回転量設定部105は、送信信号生成制御部102から入力されるレーダ送信周期Tr毎の送信信号発生タイミングに関する情報に基づいて、位相回転部108におけるレーダ送信周期Tr毎にレーダ信号に付与する位相回転量(例えば、符号化ドップラ多重送信に対応する位相回転量)を設定する。位相回転量設定部105は、例えば、ドップラシフト設定部106と、符号化部107と、を有する。 The phase rotation amount setting section 105 adds the amount of rotation to the radar signal for each radar transmission period Tr in the phase rotation section 108 based on the information regarding the transmission signal generation timing for each radar transmission period Tr inputted from the transmission signal generation control section 102. A phase rotation amount (for example, a phase rotation amount corresponding to coded Doppler multiplex transmission) is set. The phase rotation amount setting section 105 includes, for example, a Doppler shift setting section 106 and an encoding section 107.

ドップラシフト設定部106は、例えば、レーダ送信周期Tr毎の送信信号発生タイミングに関する情報に基づいて、レーダ送信信号(例えば、チャープ信号)に対して付与するドップラシフト量に対応する位相回転量を設定する。 For example, the Doppler shift setting unit 106 sets the amount of phase rotation corresponding to the amount of Doppler shift to be applied to the radar transmission signal (for example, chirp signal) based on information regarding the transmission signal generation timing for each radar transmission period Tr. do.

符号化部107は、例えば、レーダ送信周期Tr毎の送信信号発生タイミングに関する情報に基づいて、符号化に対応する位相回転量を設定する。符号化部107は、例えば、ドップラシフト設定部106から入力される位相回転量と符号化に対応する位相回転量とに基づいて、位相回転部108に対する位相回転量を算出し、位相回転部108に出力する。また、符号化部107は、例えば、符号化に用いる符号系列(例えば、直交符号系列の各要素)に関する情報をレーダ受信部200(例えば、出力切替部209)に出力する。 The encoding unit 107 sets the amount of phase rotation corresponding to encoding, for example, based on information regarding the transmission signal generation timing for each radar transmission period Tr. For example, the encoding unit 107 calculates the phase rotation amount for the phase rotation unit 108 based on the phase rotation amount input from the Doppler shift setting unit 106 and the phase rotation amount corresponding to encoding, and calculates the phase rotation amount for the phase rotation unit 108. Output to. Furthermore, the encoding unit 107 outputs information regarding the code sequence used for encoding (for example, each element of the orthogonal code sequence) to the radar reception unit 200 (for example, the output switching unit 209).

なお、符号化部107で設定されるドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数は、位相回転部108が設定する各送信アンテナ109の位相回転量(ドップラシフト量)に依存しなくてもよい。例えば、位相回転部108が隣り合う送信アンテナ109のペアの位相回転量(ドップラシフト量)を同一に設定しても、符号化部107は、符号化ドップラ多重数を同一にしてもよいし、異なる値にしてもよい。 Note that the encoded Doppler multiplex number for the Doppler multiplex signal set by the encoder 107 does not need to depend on the phase rotation amount (Doppler shift amount) of each transmitting antenna 109 set by the phase rotation unit 108. For example, even if the phase rotation unit 108 sets the phase rotation amount (Doppler shift amount) of a pair of adjacent transmitting antennas 109 to be the same, the encoding unit 107 may set the encoded Doppler multiplexing number to be the same, It may be a different value.

位相回転部108は、VCO104から入力されるチャープ信号に対して、符号化部107から入力される位相回転量を付与し、位相回転後の信号を送信アンテナ109に出力する。例えば、位相回転部108は、位相器及び位相変調器等を含む(図示せず)。 The phase rotation unit 108 applies the amount of phase rotation input from the encoding unit 107 to the chirp signal input from the VCO 104, and outputs the signal after the phase rotation to the transmission antenna 109. For example, the phase rotation unit 108 includes a phase shifter, a phase modulator, etc. (not shown).

位相回転部108の出力信号は、規定された送信電力に増幅され各送信アンテナ109から空間に放射される。例えば、レーダ送信信号は、ドップラシフト量と直交符号系列とに対応する位相回転量が付与されることによって、複数の送信アンテナ109から多重送信される。 The output signal of the phase rotation unit 108 is amplified to a specified transmission power and radiated into space from each transmission antenna 109. For example, a radar transmission signal is multiplexed from a plurality of transmitting antennas 109 by being given a phase rotation amount corresponding to a Doppler shift amount and an orthogonal code sequence.

次に、位相回転量設定部105における位相回転量の設定方法の一例について説明する。 Next, an example of a method for setting the amount of phase rotation in the amount of phase rotation setting section 105 will be described.

ドップラシフト設定部106は、ドップラシフト量DOPndmを付与するための位相回転量φndmを設定して、符号化部107へ出力する。ここで、ndm=1,~, NDMである。NDMは、異なるドップラシフト量の設定数であり、以下では、「ドップラ多重数」と呼ぶ。 Doppler shift setting section 106 sets a phase rotation amount φ ndm for providing Doppler shift amount DOP ndm , and outputs it to encoding section 107 . Here, ndm=1,~, N DM . N DM is the set number of different Doppler shift amounts, and is hereinafter referred to as "Doppler multiplexing number."

レーダ装置10では、符号化部107による符号化を併用するため、ドップラ多重数NDMは、多重送信に用いる送信アンテナ109の数Ntよりも少なく設定してよい。なお、ドップラ多重数NDMは2以上とする。 In radar device 10, since encoding by encoding section 107 is also used, Doppler multiplexing number NDM may be set to be smaller than number Nt of transmitting antennas 109 used for multiplex transmission. Note that the Doppler multiplex number NDM is set to 2 or more.

ドップラシフト量DOP1、DOP2,~,DOPN_DM(「N_DM」は「NDM」とも表される)としては、例えば、等間隔のドップラシフト量が設定されてもよく、或いは、不等間隔のドップラシフト量が設定されてもよい。各ドップラシフト量DOP1、DOP2, ~,DOPN_DMは、後述する符号化部107による符号化を併用するため、例えば、0≦DOP1、DOP2,~,DOPN_DM<1/(TrLoc)を満たすように設定されてよい。あるいは、ドップラシフト量DOP1、DOP2,~,DOPN_DMは、例えば、式(1)を満たすように設定されてもよい。

Figure 2023141038000002
As the Doppler shift amount DOP 1 , DOP 2 , ~,DOP N_DM (“N_DM” is also expressed as “N DM ”), for example, a Doppler shift amount at equal intervals may be set, or a Doppler shift amount at unequal intervals may be set. A Doppler shift amount may be set. Since each Doppler shift amount DOP 1 , DOP 2 , ~,DOP N_DM is encoded by the encoding unit 107 described later, for example, 0≦DOP 1 , DOP 2 , ~,DOP N_DM <1/(TrL oc ) may be set to satisfy. Alternatively, the Doppler shift amounts DOP 1 , DOP 2 , to DOP N_DM may be set to satisfy equation (1), for example.
Figure 2023141038000002

また、例えば、ドップラシフト量DOP1、DOP2,~,DOPN_DM間において最小のドップラシフト間隔ΔfMinIntervalは次式(2)を満たしてよい。なお、ドップラシフト間隔は、ドップラシフト量DOP1、DOP2,~,DOPN_DMのうちの任意の2つのドップラシフト量の差分の絶対値で定義されてよい。ここで、Locは符号要素数を表す。例えば、Locは、符号化部107において用いられる符号の符号長を表す。以下では、一例として、Loc=2を用いる(一例については後述する)。

Figure 2023141038000003
Further, for example, the minimum Doppler shift interval Δf MinInterval between the Doppler shift amounts DOP 1 , DOP 2 , to DOP N_DM may satisfy the following equation (2). Note that the Doppler shift interval may be defined by the absolute value of the difference between any two Doppler shift amounts among the Doppler shift amounts DOP 1 , DOP 2 , to DOP N_DM . Here, Loc represents the number of code elements. For example, Loc represents the code length of the code used in the encoding unit 107. In the following, Loc=2 is used as an example (an example will be described later).
Figure 2023141038000003

また、各ドップラシフト量DOP1、DOP2,~,DOPN_DMを付与するための位相回転量φndmは、例えば、次式(3)のように割り当てられてよい。

Figure 2023141038000004
Furthermore, the phase rotation amount φ ndm for providing each Doppler shift amount DOP 1 , DOP 2 , to DOP N_DM may be allocated as shown in the following equation (3), for example.
Figure 2023141038000004

なお、間隔が等間隔でΔfMinIntervalとなるドップラシフト量が設定される場合(以下、「等間隔ドップラシフト量設定」と呼ぶ)、ドップラシフト量DOPndmを付与するための位相回転量φndmは、例えば、次式(4)のように割り当てられる。

Figure 2023141038000005
In addition, when the Doppler shift amount is set at equal intervals and equal to Δf MinInterval (hereinafter referred to as "equally spaced Doppler shift amount setting"), the phase rotation amount φ ndm for applying the Doppler shift amount DOP ndm is , for example, is assigned as shown in the following equation (4).
Figure 2023141038000005

なお、最小ドップラシフト間隔ΔfMinIntervalが狭いほど、ドップラ多重信号間の干渉が発生しやすくなり、ターゲット検出精度が低減(例えば、劣化)する可能性が高くなるため、式(2)の制約条件を満たす範囲において、ドップラシフト量の間隔をより拡げることが好適になる。例えば、式(2)において等号が成り立つ場合(例えば、ΔfMinInterval=1/(TrNDMLOC))は、ドップラ多重信号間のドップラ領域における間隔を最大限に拡げることができる(以下、「最大等間隔ドップラシフト量設定」と呼ぶ)。この場合、ドップラシフト量DOP1、DOP2,~,DOPN_DMは、0以上2π未満の位相回転範囲をNDM個に等分割して、それぞれ異なる位相回転量が割り当てられる。例えば、ドップラシフト量DOPndmを付与するための位相回転量φndmは、次式(5)のように割り当てられる。なお、以下では、角度はラジアン単位で示している。

Figure 2023141038000006
Note that the narrower the minimum Doppler shift interval Δf MinInterval , the more likely it is that interference between Doppler multiplexed signals will occur, and the higher the possibility that the target detection accuracy will be reduced (for example, degraded). Within the range that is satisfied, it is preferable to widen the interval between Doppler shift amounts. For example, when the equality sign holds in equation (2) (for example, Δf MinInterval =1/(T r N DM L OC )), the interval in the Doppler region between Doppler multiplexed signals can be maximized (hereinafter (referred to as "maximum equidistant Doppler shift amount setting"). In this case , the Doppler shift amounts DOP 1 , DOP 2 , . For example, the phase rotation amount φ ndm for providing the Doppler shift amount DOP ndm is assigned as shown in the following equation (5). In addition, below, angles are shown in radian units.
Figure 2023141038000006

式(5)において、例えば、ドップラ多重数NDM=2の場合、ドップラシフト量DOP1を付与する位相回転量φ1=0、及び、ドップラシフト量DOP2を付与する位相回転量φ2=πとなる。同様に、式(5)において、例えば、ドップラ多重数NDM=4の場合、ドップラシフト量DOP1を付与する位相回転量φ1=0、ドップラシフト量DOP2を付与する位相回転量φ2=π/2、ドップラシフト量DOP3を付与する位相回転量φ3=π、ドップラシフト量DOP4を付与する位相回転量φ4=3π/2となる。例えば、各ドップラシフト量DOPndmを付与する位相回転量φndmは等間隔である。 In equation (5), for example, when the Doppler multiplex number N DM =2, the phase rotation amount φ 1 =0 that gives the Doppler shift amount DOP 1 , and the phase rotation amount φ 2 = that gives the Doppler shift amount DOP 2 . It becomes π. Similarly, in Equation (5), for example, when the Doppler multiplex number N DM =4, the phase rotation amount φ 1 that gives the Doppler shift amount DOP 1 =0, and the phase rotation amount φ 2 that gives the Doppler shift amount DOP 2 = 0 . =π/2, the amount of phase rotation φ 3 that provides the amount of Doppler shift DOP 3 =π, and the amount of phase rotation φ 4 that provides the amount of Doppler shift DOP 4 =3π/2. For example, the phase rotation amount φ ndm that provides each Doppler shift amount DOP ndm is equally spaced.

なお、ドップラシフト量DOP1、DOP2,~,DOPN_DMを付与する位相回転量の割り当ては、このような割り当て方法に限定されない。例えば、式(5)に示す位相回転量の割り当てをシフトさせてもよい。例えば、φndm=2π(ndm)/NDMのように位相回転量を割り当ててもよい。または、位相回転量の割り当てテーブルを用いて、ドップラシフト量DOP1、DOP2,~,DOPNDMに対して位相回転量φ1、φ2,~, φN_DM(ただし、「N_DM」はNDMに相当する)をランダム的に割り当ててもよい。 Note that the allocation of the phase rotation amount for providing the Doppler shift amounts DOP 1 , DOP 2 , to DOP N_DM is not limited to this allocation method. For example, the assignment of the amount of phase rotation shown in equation (5) may be shifted. For example, the amount of phase rotation may be assigned as φ ndm =2π(ndm)/N DM . Alternatively, using the phase rotation amount assignment table, calculate the phase rotation amount φ 1 , φ 2 ,~, φ N_DM for the Doppler shift amount DOP 1 , DOP 2 ,~,DOP NDM (however, " N_DM " is ) may be randomly assigned.

また、等間隔ドップラシフト量設定において、式(4)に示す位相回転量φndmの分母が整数に設定され、Degree単位で位相回転量が整数値に設定されると、位相回転量の設定が容易になる。例えば、ΔfMinInterval=1/(Tr(NDM+Nint)LOC)に設定されることにより、式(4)に示す位相回転量φndmは、次式(6)のように分母が整数値に設定される。また、式(6)の分母の値(NDM+Nint)が360の約数となるようにNintが設定されると、位相回転量が整数値に設定され、位相回転量の設定が容易となる。

Figure 2023141038000007
In addition, when setting the equal interval Doppler shift amount, if the denominator of the phase rotation amount φ ndm shown in equation (4) is set to an integer, and the phase rotation amount is set to an integer value in degree units, the phase rotation amount setting is becomes easier. For example, by setting Δf MinInterval =1/(T r (N DM +N int )L OC ), the phase rotation amount φ ndm shown in equation (4) has a denominator as shown in equation (6) below. Set to an integer value. Additionally, if N int is set so that the denominator value (N DM +N int ) in equation (6) is a divisor of 360, the amount of phase rotation is set to an integer value, and the setting of the amount of phase rotation is It becomes easier.
Figure 2023141038000007

ここで、Nintは0以上の整数値をとる。例えば、NDM=7の場合に、Nint=1が設定されると、φndm=2π(ndm-1)/(NDM+Nint)=π(ndm-1)/4となり、φ1、φ2,.., φN_DMはそれぞれ0°,45°,90°,135°, …, 270°といったDegree単位の整数値となり、位相回転量の設定が容易となる。 Here, N int takes an integer value of 0 or more. For example, in the case of N DM =7, if N int =1 is set, φ ndm =2π(ndm-1)/(N DM +N int )=π(ndm-1)/4, and φ 1 , φ 2 ,.., φ N_DM are integer values in degree units such as 0°, 45°, 90°, 135°, ..., 270°, respectively, making it easy to set the amount of phase rotation.

なお、式(6)においてNint=0の場合は、最大等間隔ドップラシフト量設定となる。 Note that when N int =0 in equation (6), the maximum equidistant Doppler shift amount is set.

符号化部107は、ドップラシフト設定部106から入力されるNDM個のドップラシフト量を付与する位相回転量φ1,~,φN_DMのそれぞれに対して、1個、又は、NCM個以下の複数の直交符号系列に基づく位相回転量を設定する。また、符号化部107は、ドップラシフト量及び直交符号系列の双方に基づく位相回転量、例えば、符号化したドップラ多重信号を生成する「符号化ドップラ位相回転量」を設定し、位相回転部108に出力する。 The encoding unit 107 assigns one or less than N CM phase rotation amounts φ 1 , to φ N_DM for each of the N DM Doppler shift amounts inputted from the Doppler shift setting unit 106. Set the amount of phase rotation based on a plurality of orthogonal code sequences. Further, the encoding unit 107 sets the amount of phase rotation based on both the amount of Doppler shift and the orthogonal code sequence, for example, the “encoded Doppler phase rotation amount” that generates the encoded Doppler multiplexed signal, and the phase rotation unit 108 Output to.

以下、符号化部107における動作の一例について説明する。 An example of the operation in encoding section 107 will be described below.

例えば、符号化部107は、符号長Locからなる符号数(例えば、符号多重数)NCM個の直交符号系列を用いる。 For example, the encoding unit 107 uses N CM orthogonal code sequences having the code length Loc (eg, code multiplexing number).

以下では、符号長LocからなるNCM個の直交符号系列をCodencm={OCncm(1), OCncm(2),~, OCncm(Loc)}と表記する。OCncm(noc)は第ncm番目の直交符号系列Codencmにおけるnoc番目の符号要素を表す。ここで、nocは符号要素のインデックスであり、noc=1,~,Locである。 In the following, N CM orthogonal code sequences having the code length Loc will be expressed as Code ncm = {OC ncm (1), OC ncm (2), ~, OC ncm (Loc)}. OC ncm (noc) represents the noc-th code element in the ncm-th orthogonal code sequence Code ncm . Here, noc is the index of the code element, and is noc=1,~,Loc.

本実施の形態では、例えば、符号長Loc=2からなる符号数(例えば、符号多重数)NCM=2の直交符号系列を用いてよい。例えば、符号長Loc=2からなるNCM=2の直交符号系列として、Code={OC(1), OC(2)}、Code={OC(1), OC(2)}を用いてよい。各符号要素は、実数又は複素値をとる。また、例えば、第1番目の符号におけるnoc番目の符号要素OC(noc)を基準とした場合、第2番目の符号におけるnoc番目の符号要素OC(noc)は、noc=1の場合に+90°、noc=2の場合に‐90°の位相が異なる符号要素を用いてよい。又は、noc=1の場合に‐90°、noc=2の場合に+90°の位相が異なる符号要素を用いてよい。 In this embodiment, for example, an orthogonal code sequence with code length Loc=2 and the number of codes (for example, code multiplexing number) N CM =2 may be used. For example, as an orthogonal code sequence of N CM =2 with code length Loc = 2, Code 1 = {OC 1 (1), OC 1 (2)}, Code 2 = {OC 2 (1), OC 2 (2 )} may be used. Each code element takes a real or complex value. Also, for example, when the noc-th code element OC 1 (noc) in the first code is the reference, the noc-th code element OC 2 (noc) in the second code is In the case of +90° and noc=2, code elements whose phases differ by -90° may be used. Alternatively, code elements having different phases of −90° when noc=1 and +90° when noc=2 may be used.

例えば、符号長Loc=2からなるNCM=2の直交符号系列として、Code={1, 1}とCode={j, -j}とは、上述した関係(又は、条件)を満たす符号であり、これらは互いに直交関係にある符号である。上述した条件を満たす符号として、例えば、{1, 1}と{-j,j}とがある。または、上述した条件を満たす符号として、{1, j}と{j, 1}とが挙げられる。ここで、jは虚数単位である(j2=-1)。 For example, as an orthogonal code sequence of N CM =2 with code length Loc = 2, Code 1 = {1, 1} and Code 2 = {j, -j} satisfy the above relationship (or condition). These are codes that are orthogonal to each other. Examples of codes that satisfy the above-mentioned conditions include {1, 1} and {-j, j}. Alternatively, examples of codes that satisfy the above-mentioned conditions include {1, j} and {j, 1}. Here, j is an imaginary unit (j 2 =-1).

本実施の形態において用いる直交符号系列を一般的に表記すると、第1番目の符号Code={A, B}に対して、第2番目の符号をCode={j×A, -j×B}又はCode={-j×A, j×B}と表してよい。これらの符号は互いに直交関係にあり、第1番目の符号におけるnoc番目の符号要素OC(noc)を基準とした場合、第2番目の符号におけるnoc番目の符号要素OC(noc)は、noc=1の場合に+90°、noc=2の場合に‐90°の位相が異なる、あるいは、noc=1の場合に‐90°、noc=2の場合に+90°の位相が異なる符号要素となる。ここで、A,Bは実数あるいは複素数であり、A,Bの絶対値は等しい、例えば、|A|=|B|となる。 Generally expressing the orthogonal code series used in this embodiment, the first code Code 1 = {A, B} and the second code Code 2 = {j×A, -j× B} or Code 2 = {-j×A, j×B}. These codes are orthogonal to each other, and when the noc-th code element OC 1 (noc) in the first code is the reference, the noc-th code element OC 2 (noc) in the second code is Code elements with different phases of +90° when noc=1 and -90° when noc=2, or different phases of -90° when noc=1 and +90° when noc=2 Become. Here, A and B are real numbers or complex numbers, and the absolute values of A and B are equal, for example, |A|=|B|.

なお、ここでは、第1番目の符号におけるnoc番目の符号要素OC(noc)を基準とした場合、第2番目の符号におけるnoc番目の符号要素OC(noc)は、noc=1の場合に+90°、noc=2の場合に‐90°の位相が異なる、あるいは、noc=1の場合に‐90°、noc=2の場合に+90°の位相が異なる符号要素としたが、位相差は±90°の位相差に限定されない。 Note that here, when the noc-th code element OC 1 (noc) in the first code is the reference, the noc-th code element OC 2 (noc) in the second code is The phase difference is +90° for noc=2 and -90° for noc=2, or the code element has a different phase of -90° for noc=1 and +90° for noc=2, but the phase difference is not limited to a phase difference of ±90°.

例えば、第1番目の符号及び第2番目の符号におけるnoc番目の符号要素において、±ξの位相差が付与されてもよい。ξは、π/6~5π/6ラジアン(=30°~150°)の範囲であってもよい。例えば、送信アンテナ109間の位相偏差が予め補正される場合、後述するビーム送信によって、ξに依存して送信ビームの主ビーム方向が変化した円偏波が生成される。例えば、ビーム送信する送信アンテナ間隔がλ/2で、ξ=90°の場合、主ビーム方向は正面0°方向となる円偏波が生成される。また、例えば、ξ=30°の場合、主ビーム方向は正面方向から-15°程度シフトした方向に円偏波が生成される。また、例えば、ξ=150°の場合、主ビーム方向は正面方向から+15°程度シフトした方向に円偏波が生成される。ここで、λは送信アンテナ109から出力される高周波信号の波長(チャープ信号を用いる場合は、チャープ信号の中心周波数における波長)である。 For example, a phase difference of ±ξ may be given to the noc-th code element in the first code and the second code. ξ may be in the range of π/6 to 5π/6 radians (=30° to 150°). For example, when the phase deviation between the transmitting antennas 109 is corrected in advance, a circularly polarized wave whose main beam direction of the transmitting beam changes depending on ξ is generated by beam transmission to be described later. For example, when the beam transmission antenna spacing is λ/2 and ξ=90°, a circularly polarized wave is generated in which the main beam direction is 0° in front. Further, for example, when ξ=30°, circularly polarized waves are generated in a direction in which the main beam direction is shifted by about -15° from the front direction. Further, for example, when ξ=150°, circularly polarized waves are generated in a direction in which the main beam direction is shifted by about +15° from the front direction. Here, λ is the wavelength of the high frequency signal output from the transmitting antenna 109 (if a chirp signal is used, the wavelength at the center frequency of the chirp signal).

例えば、主ビーム方向が正面方向と異なる方向でもよい場合(あるいは円偏波として軸比の良い角度を正面方向とする場合)には、第1番目の符号におけるnoc番目の符号要素OC(noc)を基準とした場合、第2番目の符号におけるnoc番目の符号要素OC(noc)は、noc=1の場合に+ξ、noc=2の場合に‐ξの位相が異なる、あるいは、noc=1の場合に‐ξ、noc=2の場合に+ξの位相が異なる符号要素としてよい。ここで、例えば、ξはπ/6~5π/6ラジアン(=30°~150°)の範囲を用いてよい。 For example, if the main beam direction may be different from the front direction (or if the front direction is an angle with a good axial ratio as a circularly polarized wave), the noc-th code element OC 1 (noc ), the noc-th code element OC 2 (noc) in the second code has a different phase of +ξ when noc=1 and -ξ when noc=2, or noc= The code elements may have different phases: −ξ when noc=1 and +ξ when noc=2. Here, for example, ξ may be in the range of π/6 to 5π/6 radians (=30° to 150°).

このような直交符号系列を一般的に表記すると、第1番目の符号Code={A, B}に対して、第2番目の符号をCode={exp(jξ)×A, - exp(jξ)×B}又はCode={- exp(jξ)×A, exp(jξ)×B}と表してよい。これらの符号は互いに直交関係にあり、第1番目の符号におけるnoc番目の符号要素OC(noc)を基準とした場合、第2番目の符号におけるnoc番目の符号要素OC(noc)は、noc=1の場合に+ξ、noc=2の場合に‐ξの位相が異なる、あるいは、noc=1の場合に‐ξ、noc=2の場合に+ξのラジアン位相が異なる符号要素となる。ここで、A,Bは実数あるいは複素数であり、A,Bの絶対値は等しい、例えば、|A|=|B|となる。 Generally expressing such an orthogonal code sequence, for the first code Code 1 = {A, B}, the second code is Code 2 = {exp(jξ)×A, - exp( jξ)×B} or Code 2 = {- exp(jξ)×A, exp(jξ)×B}. These codes are orthogonal to each other, and when the noc-th code element OC 1 (noc) in the first code is the reference, the noc-th code element OC 2 (noc) in the second code is The code elements have different phases in +ξ when noc=1 and -ξ when noc=2, or different radian phases of -ξ when noc=1 and +ξ when noc=2. Here, A and B are real numbers or complex numbers, and the absolute values of A and B are equal, for example, |A|=|B|.

以下の説明では、Code={1, 1}とCode={j, -j}とを主に用いる例を示すが、これに限定されず、Code={A, B}、Code={j×A, -j×B}又はCode={-j×A, j×B}の符号、あるいは、Code={A, B}、Code={exp(jξ)×A, - exp(jξ)×B}又はCode={- exp(jξ)×A, exp(jξ)×B}の符号を用いてもよく、同様な効果が得られる。 In the following explanation, an example mainly using Code 1 = {1, 1} and Code 2 = {j, -j} will be shown, but the example is not limited to this, and Code 1 = {A, B}, Code 2 = {j×A, -j×B} or Code 2 = {-j×A, j×B} sign, or Code 1 = {A, B}, Code 2 = {exp(jξ)×A, - exp(jξ)×B} or Code 2 = {- exp(jξ)×A, exp(jξ)×B} may be used, and similar effects can be obtained.

また、本実施の形態の他にも、以降で説明する実施の形態1の変形例1、及び変形例2においても、Code={1, 1}とCode={j, -j}とを主に用いる例を示すが、これに限定されず、Code={A, B}、Code={j×A, -j×B}又はCode={-j×A, j×B}の符号、あるいは、Code={A, B}、Code={exp(jξ)×A, - exp(jξ)×B}又はCode={- exp(jξ)×A, exp(jξ)×B}の符号を用いてもよく、同様な効果が得られる。ここで、例えば、ξはπ/6~5π/6ラジアン(=30°~150°)の範囲を用いてよい。 Furthermore, in addition to this embodiment, Code 1 = {1, 1} and Code 2 = {j, -j} are also used in Modification 1 and Modification 2 of Embodiment 1 to be described later. Examples are mainly used, but the example is not limited to Code 1 = {A, B}, Code 2 = {j×A, -j×B} or Code 2 = {-j×A, j×B } or Code 1 = {A, B}, Code 2 = {exp(jξ)×A, - exp(jξ)×B} or Code 2 = {- exp(jξ)×A, exp(jξ )×B} may be used, and the same effect can be obtained. Here, for example, ξ may be in the range of π/6 to 5π/6 radians (=30° to 150°).

符号化部107において、ドップラシフト設定部106から入力されるndm番目のドップラシフト量DOPndmを用いたドップラ多重信号を符号化する際の符号多重数(以下、符号化ドップラ多重数と呼ぶ)を「NDOP_CODE(ndm)」と表記する。ここで、ndm=1,~, NDMである。 In the encoding unit 107, the code multiplex number (hereinafter referred to as the encoded Doppler multiplex number) when encoding the Doppler multiplexed signal using the ndm-th Doppler shift amount DOP ndm input from the Doppler shift setting unit 106 is determined. It is written as "N DOP_CODE (ndm)". Here, ndm=1,~, N DM .

符号化部107は、例えば、ドップラ多重信号を符号化する際の符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(1), NDOP_CODE(2),~, 及びNDOP_CODE(NDM)の総和が、多重送信に用いる送信アンテナ109の数Ntと等しくなるように符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)を設定する。例えば、符号化部107は、次式(7)を満たすように、符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)を設定する。これにより、レーダ装置10は、Nt個の送信アンテナ109を用いてドップラ領域及び符号領域における多重送信(以下、符号化ドップラ多重送信と呼ぶ)が可能となる。

Figure 2023141038000008
For example, the encoding unit 107 determines whether the sum of the encoded Doppler multiplex numbers N DOP_CODE (1), N DOP_CODE (2), ~, and N DOP_CODE (N DM ) when encoding the Doppler multiplex signal is used for multiplex transmission. The number of encoded Doppler multiplexes N DOP_CODE (ndm) is set to be equal to the number Nt of transmitting antennas 109 to be used. For example, the encoding unit 107 sets the encoded Doppler multiplex number N DOP_CODE (ndm) so as to satisfy the following equation (7). As a result, the radar device 10 is capable of multiplex transmission in the Doppler domain and code domain (hereinafter referred to as coded Doppler multiplex transmission) using the Nt transmitting antennas 109.
Figure 2023141038000008

さらに、符号化部107は、例えば、最大等間隔ドップラシフト量設定を含む等間隔ドップラシフト量設定を用いて、符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(1), NDOP_CODE(2),~, NDOP_CODE(NDM)に関して、1以上NCM個以下の範囲の異なる符号化ドップラ多重数を含むように設定してもよい。例えば、符号化部107は、符号化ドップラ多重数の全てにおいて符号数NCM個とせずに、少なくとも1つのドップラシフト量DOPndmに対応する符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)をNCM個より小さく設定する。よって、ドップラシフト量DOPndmと直交符号系列との複数の組み合わせにおいて、少なくとも1つのドップラシフト量DOPndmに対応付けられる直交符号系列による多重数(符号化ドップラ多重数)NDOP_CODE(ndm)は、他のドップラシフト量に対応付けられる符号化ドップラ多重数と異なってよい。例えば、符号化部107は、ドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数を不均一に設定する。この設定により、レーダ装置10は、例えば、後述する受信処理における折り返し判定処理によって、±1/2Trのドップラ範囲に亘って、複数の送信アンテナ109から符号化ドップラ多重送信された信号を個別に分離して受信できる。 Further, the encoding unit 107 uses, for example, the evenly spaced Doppler shift amount setting including the maximum evenly spaced Doppler shift amount setting, and uses the encoded Doppler multiplex number N DOP_CODE (1), N DOP_CODE (2), ~, N DOP_CODE (N DM ) may be set to include different numbers of encoded Doppler multiplexes ranging from 1 to N CM . For example, the encoding unit 107 does not set the number of codes to N CM in all of the coded Doppler multiplex numbers, but increases the coded Doppler multiplex number N DOP_CODE (ndm) corresponding to at least one Doppler shift amount DOP ndm to N CM . Set smaller. Therefore, in multiple combinations of Doppler shift amount DOP ndm and orthogonal code sequences, the number of multiplexes (coded Doppler multiplex number) N DOP_CODE ( ndm ) by orthogonal code sequences associated with at least one Doppler shift amount DOP ndm is: It may be different from the encoded Doppler multiplex number associated with other Doppler shift amounts. For example, the encoding unit 107 sets the number of encoded Doppler multiplexes for the Doppler multiplex signal to be non-uniform. With this setting, the radar device 10 individually separates the encoded Doppler multiplex-transmitted signals from the plurality of transmitting antennas 109 over a Doppler range of ±1/2 Tr, for example, by aliasing determination processing in the reception processing described later. and can be received.

または、符号化部107は、例えば、最大等間隔ドップラシフト量設定よりも狭い間隔の等間隔ドップラシフト量設定を用いて、符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(1), NDOP_CODE(2),~, NDOP_CODE(NDM)に関して、1以上NCM個以下の範囲において全て同数の符号化ドップラ多重数を含むように設定してもよい。例えば、符号化部107は、符号化ドップラ多重数の全てにおいて符号数NCM個を設定してよい。よって、ドップラシフト量DOPndmと直交符号系列との複数の組み合わせにおいて、ドップラシフト量DOPndmそれぞれに対応付けられる直交符号系列による多重数(符号化ドップラ多重数)NDOP_CODE(ndm)は同一でよい。例えば、符号化部107は、ドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数を均一に設定する。この設定により、レーダ装置10は、例えば、後述する受信処理における折り返し判定処理よって、±1/(2×Loc×Tr)のドップラ範囲に亘って、複数の送信アンテナ109から符号化ドップラ多重送信された信号を個別に分離して受信できる。 Alternatively, the encoding unit 107 uses, for example, the evenly spaced Doppler shift amount setting narrower than the maximum evenly spaced Doppler shift amount setting, and uses the encoded Doppler multiplex number N DOP_CODE (1), N DOP_CODE (2), ~ , N DOP_CODE (N DM ) may be set to include the same number of encoded Doppler multiplex numbers in the range from 1 to N CM . For example, the encoding unit 107 may set the number of codes N CM in all the encoded Doppler multiplex numbers. Therefore, in multiple combinations of Doppler shift amount DOP ndm and orthogonal code sequences, the number of multiplexes (coded Doppler multiplex number) N DOP_CODE ( ndm ) by orthogonal code sequences associated with each Doppler shift amount DOP ndm may be the same. . For example, the encoding unit 107 uniformly sets the number of encoded Doppler multiplexes for Doppler multiplex signals. With this setting, the radar device 10 performs coded Doppler multiplex transmission from the plurality of transmitting antennas 109 over a Doppler range of ±1/(2×Loc×Tr), for example, by loopback determination processing in the reception processing described later. signals can be separated and received individually.

または、符号化部107は、例えば、最大等間隔ドップラシフト量設定を用いて、符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(1), NDOP_CODE(2),~, NDOP_CODE(NDM)に関して、1以上NCM個以下の範囲において全て同数の符号化ドップラ多重数を含むように設定してもよい。例えば、符号化部107は、符号化ドップラ多重数の全てにおいて符号数NCM個を設定してよい。例えば、符号化部107は、ドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数を均一に設定する。この設定の場合、例えば、後述する受信処理における折り返し判定処理が適用されない。また、レーダ装置10は、例えば、±1/(2Loc×NDM×Tr)のドップラ範囲に亘って、複数の送信アンテナ109から符号化ドップラ多重送信された信号を個別に分離して受信できる。 Alternatively, the encoding unit 107 uses, for example, the maximum equidistant Doppler shift amount setting to set the encoded Doppler multiplex number N DOP_CODE (1), N DOP_CODE (2), ~, N DOP_CODE (N DM ) to 1 or more. It may be set to include the same number of encoded Doppler multiplex numbers within a range of N CM or less. For example, the encoding unit 107 may set the number of codes N CM in all the encoded Doppler multiplex numbers. For example, the encoding unit 107 uniformly sets the number of encoded Doppler multiplexes for Doppler multiplex signals. In this setting, for example, loopback determination processing in reception processing, which will be described later, is not applied. Further, the radar device 10 can individually separate and receive signals that are encoded and Doppler multiplex-transmitted from the plurality of transmitting antennas 109 over a Doppler range of, for example, ±1/(2Loc×N DM ×Tr).

符号化部107は、第m番目の送信周期Trにおいて、第ndm番目のドップラシフト量DOPndmを付与する位相回転量φndmに対して、次式(8)に示す符号化ドップラ位相回転量ψndop_code(ndm), ndm(m)を設定して、位相回転部108に出力する。

Figure 2023141038000009
The encoding unit 107 calculates the encoded Doppler phase rotation amount ψ shown in the following equation (8) for the phase rotation amount φ ndm that gives the ndm-th Doppler shift amount DOP ndm in the m-th transmission period Tr. ndop_code(ndm) and ndm (m) are set and output to the phase rotation unit 108.
Figure 2023141038000009

ここで、下付き添え字の「ndop_code(ndm)」は、ドップラシフト量DOPndmを付与する位相回転量φndmに対する符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)以下のインデックスを表す。例えば、ndop_code(ndm)=1,…, NDOP_CODE(ndm)である。また、angle[x]は実数xのラジアン位相を出力する演算子であり、例えば、angle[1]=0、angle[-1]=π、angle[j]=π/2、angle[-j]=-π/2である。また、floor[x]は実数xを超えない最大の整数を出力する演算子である。jは虚数単位である。 Here, the subscript "ndop_code(ndm)" represents an index below the encoded Doppler multiplex number N DOP_CODE (ndm) for the phase rotation amount φ ndm that gives the Doppler shift amount DOP ndm . For example, ndop_code(ndm)=1,..., N DOP_CODE (ndm). Also, angle[x] is an operator that outputs the radian phase of the real number x. For example, angle[1]=0, angle[-1]=π, angle[j]=π/2, angle[-j ]=-π/2. Furthermore, floor[x] is an operator that outputs the largest integer that does not exceed the real number x. j is an imaginary unit.

例えば、式(8)に示すように、符号化ドップラ位相回転量ψndop_code(ndm), ndm(m)は、符号化に用いる符号長Loc回の送信周期の期間においてドップラシフト量DOPndmを付与する位相回転量を一定(例えば、式(8)の第1項)にし、符号化で用いる符号Code ndop_code(ndm)のLoc個の各符号要素OCndop_code(ndm)(1),…,OCndop_code(ndm)(Loc)の各々に対応する位相回転量を付与する(式(8)の第2項目)。 For example, as shown in equation (8), the encoded Doppler phase rotation amount ψ ndop_code(ndm), ndm (m) is the Doppler shift amount DOP ndm given during the transmission cycle period of code length Loc times used for encoding. OC ndop_code( ndm) (1),…,OC ndop_code A phase rotation amount corresponding to each of (ndm) and (Loc) is given (second item in equation (8)).

また、符号化部107は、送信周期(Tr)毎に、直交符号要素インデックスOC_INDEXをレーダ受信部200(後述する出力切替部209)に出力する。OC_INDEXは、直交符号系列Codendop_code(ndm)の要素を指示する直交符号要素インデックスであり、送信周期(Tr)毎に、次式(9)のように、1からLocの範囲で巡回的に可変する。

Figure 2023141038000010
Furthermore, the encoding unit 107 outputs the orthogonal code element index OC_INDEX to the radar receiving unit 200 (output switching unit 209 described later) for each transmission period (Tr). OC_INDEX is an orthogonal code element index that indicates the element of the orthogonal code sequence Code ndop_code (ndm) , and is cyclically variable in the range from 1 to Loc for each transmission period (Tr), as shown in the following equation (9). do.
Figure 2023141038000010

ここで、mod(x, y)はモジュロ演算子であり、xをyで割った後の余りを出力する関数である。また、m=1, ~,Ncである。Ncはレーダ測位に用いる送信周期数(以下では、「レーダ送信信号送信回数」と呼ぶ)である。また、レーダ送信信号送信回数Ncは、Locの整数倍(Ncode倍)となるように設定される。例えば、Nc=Loc×Ncodeである。 Here, mod(x, y) is a modulo operator, and is a function that outputs the remainder after dividing x by y. Also, m=1, ~,Nc. Nc is the number of transmission cycles used for radar positioning (hereinafter referred to as "number of times of radar transmission signal transmission"). Further, the number of times the radar transmission signal is transmitted Nc is set to be an integral multiple (Ncode times) of Loc. For example, Nc=Loc×Ncode.

次に、符号化部107において、ドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)を不均一に設定する方法の一例について説明する。 Next, an example of a method for non-uniformly setting the encoded Doppler multiplex number N DOP_CODE (ndm) for the Doppler multiplex signal in the encoding section 107 will be described.

例えば、符号化部107は、下記の条件を満たす直交符号系列数(例えば、符号多重数又は符号数)NCMを設定する。例えば、直交符号系列数NCM及びドップラ多重数NDMは、多重送信に用いる送信アンテナ109の数Ntに対して、以下の関係を満たす。
(直交符号系列数NCM)×(ドップラ多重数NDM)>多重送信に用いる送信アンテナ数Nt
For example, the encoding unit 107 sets the number of orthogonal code sequences (for example, the number of code multiplexing or the number of codes) N CM that satisfies the following conditions. For example, the number N CM of orthogonal code sequences and the number N DM of Doppler multiplexing satisfy the following relationship with respect to the number Nt of transmitting antennas 109 used for multiplex transmission.
(Number of orthogonal code sequences N CM ) × (Number of Doppler multiplexing N DM ) > Number of transmitting antennas used for multiplex transmission Nt

例えば、上記条件を満たす直交符号系列数NCM及びドップラ多重数NDMのうち、積(NCM×NDM)の値がより小さい組み合わせを用いることが、特性的にも、回路構成の複雑度的にもより好適である。ただし、上記条件を満たす直交符号系列数NCM及びドップラ多重数NDMのうち、積(NCM×NDM)の値がより小さい組み合わせに限定されず、他の組み合わせも適用が可能である。 For example, among the number N CM of orthogonal code sequences and the number N DM of Doppler multiplexing that satisfy the above conditions, using a combination with a smaller value of the product (N CM ×N DM ) is advantageous in terms of the complexity of the circuit configuration. It is also more suitable. However, among the number N CM of orthogonal code sequences and the number N DM of Doppler multiplexing that satisfy the above conditions, the combination is not limited to a combination in which the value of the product (N CM ×N DM ) is smaller, and other combinations are also applicable.

なお、本実施の形態では、一例として、符号長Loc=2からなる符号数(例えば、符号多重数)NCM=2の直交符号系列を用いる。 Note that in this embodiment, as an example, an orthogonal code sequence with a code length Loc=2 and the number of codes (for example, code multiplexing number) N CM =2 is used.

例えば、Nt=5の場合、NDM=3とNCM=2の組み合わせが好適である。 For example, when Nt=5, a combination of N DM =3 and N CM =2 is suitable.

図3は、一例として、Nt=5、NDM=3、NCM=2の場合を示す。例えば、ドップラシフト量DOP1、DOP2、DOP3、及び、直交符号Code1及びCode2の割り当ては、図3に示すように、NDOP_CODE(1)、NDOP_CODE(2)及びNDOP_CODE(3)の設定に応じて決定される。 FIG. 3 shows, as an example, a case where Nt=5, N DM =3, and N CM =2. For example, the Doppler shift amounts DOP 1 , DOP 2 , DOP 3 and the orthogonal codes Code 1 and Code 2 are assigned as N DOP_CODE (1), N DOP_CODE (2) and N DOP_CODE (3 ) is determined according to the settings.

例えば、図3の(a)は、NDOP_CODE(1)=2、NDOP_CODE(2)=2、NDOP_CODE(3)=1の例を示し、図3の(b)は、NDOP_CODE(1)=1、NDOP_CODE(2)=2、NDOP_CODE(3)=2の例を示し、図3の(c)は、NDOP_CODE(1)=2、NDOP_CODE(2)=1、NDOP_CODE(3)=2の例を示す。 For example, (a) in FIG. 3 shows an example where N DOP_CODE (1)=2, N DOP_CODE (2)=2, N DOP_CODE (3)=1, and (b) in FIG. )= 1 , N DOP_CODE (2)=2, N DOP_CODE (3)= 2 . An example of (3)=2 is shown.

なお、図3の(a)及び(b)では、符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)=1に対応するドップラシフト量においてCodeが使用されるが、これに限定されない。例えば、符号化ドップラ多重数がNCMより小さい設定の場合、図3の(c)に示すように、Code1の代わりにCode2が使用されてもよい。 Note that in FIGS. 3A and 3B, Code 1 is used for the Doppler shift amount corresponding to the encoded Doppler multiplex number N DOP_CODE (ndm)=1, but the present invention is not limited to this. For example, when the number of encoded Doppler multiplexes is set to be smaller than NCM , Code 2 may be used instead of Code 1 , as shown in FIG. 3(c).

図3の(a)に示すようにNDOP_CODE(1)=NDOP_CODE(2)=2、NDOP_CODE(3)=1であり、NDOP_CODE(1)=NDOP_CODE(2)≠NDOP_CODE(2)のように、各ドップラシフト量DOP1、DOP2及びDOP3において符号化ドップラ多重数NDOP_CODEが不均一に設定される。このような設定の場合、ドップラ周波数範囲は、例えば、1アンテナ送信時における最大ドップラ速度と同等とすることができる(詳細は後述する)。 As shown in Figure 3(a), N DOP_CODE (1)=N DOP_CODE (2)=2, N DOP_CODE (3)=1, and N DOP_CODE (1)=N DOP_CODE (2)≠N DOP_CODE (2 ), the number of encoded Doppler multiplexes N DOP_CODE is set nonuniformly for each Doppler shift amount DOP 1 , DOP 2 , and DOP 3 . In such a setting, the Doppler frequency range can be, for example, equivalent to the maximum Doppler speed when transmitting from one antenna (details will be described later).

また、例えば、Nt=6又は7の場合、NDM=4とNCM=2の組み合わせが好適である。 Further, for example, when Nt=6 or 7, a combination of N DM =4 and N CM =2 is suitable.

図4は、一例として、Nt=6、NDM=4、NCM=2の場合を示す。例えば、ドップラシフト量DOP1、DOP2、DOP3、DOP4、及び、直交符号Code1及びCode2の割り当ては、図4に示すように、NDOP_CODE(1)、NDOP_CODE(2)、NDOP_CODE(3)及びNDOP_CODE(4)の設定に応じて決定される。 FIG. 4 shows, as an example, a case where Nt=6, N DM =4, and N CM =2. For example, the Doppler shift amounts DOP 1 , DOP 2 , DOP 3 , DOP 4 and the orthogonal codes Code 1 and Code 2 are assigned as N DOP_CODE (1), N DOP_CODE (2), N Determined according to the settings of DOP_CODE (3) and N DOP_CODE (4).

例えば、図4の(a)は、NDOP_CODE(1)=NDOP_CODE(2)=2、NDOP_CODE(3)=NDOP_CODE(4)=1の例を示し、図4の(b)は、NDOP_CODE(1)=NDOP_CODE(3)=2、NDOP_CODE(2)=NDOP_CODE(4)=1の例を示す。 For example, (a) in FIG. 4 shows an example where N DOP_CODE (1)=N DOP_CODE (2)=2, N DOP_CODE (3)=N DOP_CODE (4)=1, and (b) in FIG. An example of N DOP_CODE (1)=N DOP_CODE (3)=2, N DOP_CODE (2)=N DOP_CODE (4)=1 is shown.

なお、図4では、符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)=1に対応するドップラシフト量においてCodeが使用されるが、これに限定されない。例えば、符号化ドップラ多重数がNCMより小さい設定の場合、図4の(a)に示すように、Code1の代わりにCode2が使用されてもよく、図4の(b)に示すように、Code1及びCode2を混在させてもよい。 Note that in FIG. 4, Code 1 is used for the Doppler shift amount corresponding to the encoded Doppler multiplex number N DOP_CODE (ndm)=1, but the code is not limited to this. For example, when the number of encoded Doppler multiplexes is set to be smaller than NCM , Code 2 may be used instead of Code 1, as shown in FIG. 4(a), and Code 2 may be used instead of Code 1 , as shown in FIG. 4(b). In addition, Code 1 and Code 2 may be mixed.

また、例えば、図4に示すように、Nt=6、NDM=4、NCM=2の場合、全ての符号を用いないドップラシフト量は2つある。また、例えば、NDM=4のうち、全ての符号を用いないドップラシフト量の組み合わせについて、4つのドップラシフト量から2つのドップラシフト量を選択する組み合わせは6通り(=4C2)あり、それぞれの組み合わせにおいて、使用する符号の組み合わせは4通り(=NCM×NCM)ある。このため、Nt=6、NDM=4、NCM=2の場合、ドップラシフト量DOP及び直交符号Codeの割り当ての組み合わせは、全24通りとなる。 Further, for example, as shown in FIG. 4, when Nt=6, N DM =4, and N CM =2, there are two Doppler shift amounts that do not use all the signs. Further, for example, among N DM =4, for combinations of Doppler shift amounts that do not use all signs, there are 6 combinations (= 4 C 2 ) of selecting 2 Doppler shift amounts from 4 Doppler shift amounts, In each combination, there are four combinations of codes to be used (=N CM ×N CM ). Therefore, in the case of Nt=6, N DM =4, and N CM =2, there are a total of 24 combinations of Doppler shift amount DOP and orthogonal code Code assignment.

以下、同様に、例えば、Nt=8の場合、NDM=5とNCM=2の組み合わせが好適である。また、例えば、Nt=9の場合、NDM=5とNCM=2の組み合わせが好適である。また、例えば、Nt=10の場合、NDM=6とNCM=2の組み合わせが好適である。なお、送信アンテナ109の数Ntは、上記例に限定されず、Nt=11以上についても本開示の一実施例を適用できる。 Similarly, for example, when Nt=8, a combination of N DM =5 and N CM =2 is suitable. Further, for example, when Nt=9, a combination of N DM =5 and N CM =2 is suitable. Further, for example, when Nt=10, a combination of N DM =6 and N CM =2 is suitable. Note that the number Nt of transmitting antennas 109 is not limited to the above example, and an embodiment of the present disclosure can be applied to Nt=11 or more.

次に、符号化部107において、ドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)を均一に設定する方法の一例について説明する。 Next, an example of a method for uniformly setting the encoded Doppler multiplex number N DOP_CODE (ndm) for the Doppler multiplex signal in the encoding section 107 will be described.

なお、符号化部107において、ドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)を均一に設定する方法は、以下の条件を満たす直交符号系列数NCM及びドップラ多重数NDMのうち、積(NCM×NDM)の値がより小さい組み合わせを用いることが、特性的にも、回路構成の複雑度的にもより好適である。ただし、積(NCM×NDM)の値がより小さい組み合わせに限定されず、他の組み合わせも適用が可能である。 Note that the method of uniformly setting the number of encoded Doppler multiplexes N DOP_CODE (ndm) for Doppler multiplexed signals in the encoding unit 107 is based on the number of orthogonal code sequences N CM and the number of Doppler multiplexes N DM that satisfy the following conditions. It is more preferable to use a combination with a smaller value of the product (N CM ×N DM ) in terms of characteristics and complexity of the circuit configuration. However, the present invention is not limited to combinations in which the value of the product (N CM ×N DM ) is smaller, and other combinations are also applicable.

例えば、符号化部107は、下記の条件を満たす直交符号系列数(例えば、符号多重数又は符号数)NCMを設定する。例えば、直交符号系列数NCM及びドップラ多重数NDMは、多重送信に用いる送信アンテナ109の数Ntに対して、以下の関係を満たす。
(直交符号系列数NCM)×(ドップラ多重数NDM)=多重送信に用いる送信アンテナ数Nt
For example, the encoding unit 107 sets the number of orthogonal code sequences (for example, the number of code multiplexing or the number of codes) N CM that satisfies the following conditions. For example, the number N CM of orthogonal code sequences and the number N DM of Doppler multiplexing satisfy the following relationship with respect to the number Nt of transmitting antennas 109 used for multiplex transmission.
(Number of orthogonal code sequences N CM ) × (Number of Doppler multiplexing N DM ) = Number of transmitting antennas used for multiplex transmission Nt

例えば、Nt=4の場合、NDM=2及びNCM=2の組み合わせが好適である。また、例えば、Nt=6の場合、NDM=3及びNCM=2の組み合わせが好適である。また、例えば、Nt=8の場合、NDM=4及びNCM=2の組み合わせが好適である。また、例えば、Nt=10の場合、NDM=5及びNCM=2の組み合わせが好適である。また、例えば、Nt=12の場合、NDM=6及びNCM=2の組み合わせが好適である。 For example, when Nt=4, a combination of N DM =2 and N CM =2 is suitable. Further, for example, when Nt=6, a combination of N DM =3 and N CM =2 is suitable. Further, for example, when Nt=8, a combination of N DM =4 and N CM =2 is suitable. Further, for example, when Nt=10, a combination of N DM =5 and N CM =2 is suitable. Further, for example, when Nt=12, a combination of N DM =6 and N CM =2 is suitable.

なお、送信アンテナ109の数Ntは、上記例に限定されず、本開示の一実施例を適用できる。この場合、直交符号系列数NCM>1、ドップラ多重数NDM>1となる整数の組み合わせ、かつ、(直交符号系列数NCM)×(ドップラ多重数NDM)=多重送信に用いる送信アンテナ数Ntを満たすために、多重送信に用いる送信アンテナ数Ntは4以上、かつ、上記条件を満たすNtに設定されてよい。 Note that the number Nt of transmitting antennas 109 is not limited to the above example, and one embodiment of the present disclosure can be applied. In this case, a combination of integers such that the number of orthogonal code sequences N CM > 1, the number of Doppler multiplexing N DM > 1, and (number of orthogonal code sequences N CM ) x (number of Doppler multiplexing N DM ) = transmitting antenna used for multiplex transmission In order to satisfy the number Nt, the number Nt of transmitting antennas used for multiplex transmission may be set to 4 or more and Nt that satisfies the above conditions.

次に、符号化ドップラ位相回転量ψndop_code(ndm), ndm(m)の設定例について説明する。 Next, an example of setting the encoded Doppler phase rotation amount ψ ndop_code(ndm), ndm (m) will be explained.

例えば、符号化部107において、多重送信に用いる送信アンテナ数Nt=4、ドップラ多重数NDM=2、符号多重数NCM=2とし、符号長Loc=2の直交符号系列Code1={1,1}、Code2={j,-j}を用いる場合について説明する。この場合、例えば、符号化ドップラ多重数をNDOP_CODE(1)=2、NDOP_CODE(2)=2とすると、符号化部107は、次式(10)~(13)のような符号化ドップラ位相回転量ψ1, 1(m), ψ2, 1(m), ψ1, 2(m), ψ2, 2(m)を設定して、位相回転部108に出力する。

Figure 2023141038000011
Figure 2023141038000012
Figure 2023141038000013
Figure 2023141038000014
For example, in encoding section 107, the number of transmitting antennas used for multiplex transmission is Nt=4, the number of Doppler multiplexing NDM =2, the number of code multiplexing NCM =2, and the orthogonal code sequence Code 1 ={1 with code length Loc=2. , 1}, Code 2 = {j, -j} will be explained. In this case, for example, if the number of encoded Doppler multiplexes is N DOP_CODE (1)=2 and N DOP_CODE (2)=2, the encoding unit 107 generates the encoded Doppler multiplex number as shown in the following equations (10) to (13). The phase rotation amounts ψ 1, 1 (m), ψ 2, 1 (m), ψ 1, 2 (m), ψ 2, 2 (m) are set and output to the phase rotation section 108.
Figure 2023141038000011
Figure 2023141038000012
Figure 2023141038000013
Figure 2023141038000014

ここで、一例として、ドップラシフト量DOPndmを付与する位相回転量を式(5)のφndm=2π(ndm-1)/NDMとし、ドップラシフト量DOP1を付与する位相回転量φ1=0、及び、ドップラシフト量DOP2を付与する位相回転量φ2=πを用いる場合、符号化部107は、次式(14)~(17)のような符号化ドップラ位相回転量ψ1, 1(m), ψ2, 1(m),ψ1, 2(m), ψ2, 2(m)を設定して、位相回転部108に出力する。ここで、m=1, ~, Ncである。なお、ここでは、2πによるモジュロ演算を行い、0以上2π未満のラジアンの範囲で記載している(以降の説明についても同様である)。

Figure 2023141038000015
Figure 2023141038000016
Figure 2023141038000017
Figure 2023141038000018
Here, as an example, if the phase rotation amount that gives the Doppler shift amount DOP ndm is φ ndm =2π(ndm-1)/N DM in equation (5), the phase rotation amount that gives the Doppler shift amount DOP 1 is φ 1 =0 and the phase rotation amount φ 2 =π that gives the Doppler shift amount DOP 2 , the encoding unit 107 uses the encoded Doppler phase rotation amount ψ 1 as shown in the following equations (14) to (17). , 1 (m), ψ 2, 1 (m), ψ 1, 2 (m), ψ 2, 2 (m) are set and output to the phase rotation unit 108. Here, m=1, ~, Nc. Note that, here, a modulo operation based on 2π is performed, and the range of radians is from 0 to less than 2π (the same applies to the following description).
Figure 2023141038000015
Figure 2023141038000016
Figure 2023141038000017
Figure 2023141038000018

式(14)~(17)に示すように、位相回転量が、2πを等分割したφndm=2π(ndm-1)/NDMに設定される場合、符号化ドップラ位相回転量ψ1, 1(m), ψ2, 1(m), ψ1, 2(m), ψ2, 2(m)は、NDM×NCM=2×2=4の送信周期で変化する。 As shown in equations (14) to (17), when the phase rotation amount is set to φ ndm =2π(ndm-1)/N DM , which is obtained by equally dividing 2π, the encoded Doppler phase rotation amount ψ 1, 1 (m), ψ 2, 1 (m), ψ 1, 2 (m), ψ 2, 2 (m) change with a transmission period of N DM ×N CM =2 × 2 = 4.

または、他の例として、ドップラシフト量DOPndmを付与する位相回転量をφndm=2π(ndm)/NDMとし、ドップラシフト量DOP1を付与する位相回転量φ=π、及び、ドップラシフト量DOP2を付与する位相回転量φ2=0としてもよい。この場合、符号化部107は、次式(18)~(21)のような符号化ドップラ位相回転量ψ1, 1(m), ψ2, 1(m), ψ1, 2(m), ψ2, 2(m)を設定して、位相回転部108に出力する。ここで、m=1, ~, Ncである。

Figure 2023141038000019
Figure 2023141038000020
Figure 2023141038000021
Figure 2023141038000022
Alternatively, as another example, let the phase rotation amount that gives the Doppler shift amount DOP ndm be φ ndm =2π(ndm)/N DM , and the phase rotation amount that gives the Doppler shift amount DOP 1 = π and the Doppler The phase rotation amount φ 2 that provides the shift amount DOP 2 may be set to 0. In this case, the encoding unit 107 calculates the encoded Doppler phase rotation amount ψ 1, 1 (m), ψ 2, 1 (m), ψ 1, 2 (m) as shown in the following equations (18) to (21). , ψ 2, 2 (m) are set and output to the phase rotation unit 108. Here, m=1, ~, Nc.
Figure 2023141038000019
Figure 2023141038000020
Figure 2023141038000021
Figure 2023141038000022

また、式(14)~(17)又は式(18)~(21)に示すように、位相回転量(例えば、ドップラシフト量を付与する位相回転量)に用いる位相数(例えば、0及びπの2つ)は、多重送信に用いる送信アンテナ109の数Nt=4よりも少ない。例えば、式(14)~(17)又は式(18)~(21)に示すように、ドップラシフト量を付与する位相回転量に用いる位相数(例えば、0及びπの2つ)は、多重送信に用いるドップラシフト量の数(例えば、ドップラ多重数)NDM=2に等しい。 In addition, as shown in equations (14) to (17) or equations (18) to (21), the phase number (for example, 0 and π (2) is smaller than the number Nt=4 of transmitting antennas 109 used for multiplex transmission. For example, as shown in equations (14) to (17) or equations (18) to (21), the number of phases (for example, two, 0 and π) used for the amount of phase rotation that gives the amount of Doppler shift is The number of Doppler shift amounts used for transmission (for example, the number of Doppler multiplexes) is equal to N DM =2.

また、例えば、符号化部107において、多重送信に用いる送信アンテナ数Nt=6、ドップラ多重数NDM=4、符号多重数NCM=2とし、符号長Loc=2の直交符号系列Code1={1,1}、Code2={j,-j}を用いる場合について説明する。この場合、例えば、符号化ドップラ多重数をNDOP_CODE(1)=1、NDOP_CODE(2)=1、NDOP_CODE(3)=2、NDOP_CODE(4)=2とすると、符号化部107は、次式(22)~(27)のような符号化ドップラ位相回転量ψ1, 1(m), ψ1, 2(m), ψ1, 3(m) , ψ2, 3(m) , ψ1, 4(m) , ψ2, 4(m)を設定して、位相回転部108に出力する。ここで、m=1, ~, Ncである。

Figure 2023141038000023
Figure 2023141038000024
Figure 2023141038000025
Figure 2023141038000026
Figure 2023141038000027
Figure 2023141038000028
Further, for example, in the encoding section 107, the number of transmitting antennas used for multiplex transmission Nt=6, the number of Doppler multiplexing N DM =4, the number of code multiplexing N CM =2, and the orthogonal code sequence Code 1 = of code length Loc=2 is set. The case where {1, 1} and Code 2 = {j, -j} are used will be explained. In this case, for example, if the number of encoded Doppler multiplexes is N DOP_CODE (1)=1, N DOP_CODE (2)=1, N DOP_CODE (3)=2, and N DOP_CODE (4)=2, the encoding unit 107 , the encoded Doppler phase rotation amount ψ 1, 1 (m), ψ 1, 2 (m), ψ 1, 3 (m) , ψ 2, 3 (m) as shown in the following equations (22) to (27). , ψ 1, 4 (m) and ψ 2, 4 (m) are set and output to the phase rotation unit 108. Here, m=1, ~, Nc.
Figure 2023141038000023
Figure 2023141038000024
Figure 2023141038000025
Figure 2023141038000026
Figure 2023141038000027
Figure 2023141038000028

ここで、一例として、ドップラシフト量DOPndmを付与する位相回転量をφndm=2π(ndm-1) /NDMとし、ドップラシフト量DOP1を付与する位相回転量φ1=0、ドップラシフト量DOP2を付与する位相回転量φ2=π/2、ドップラシフト量DOP3を付与する位相回転量φ3=π、ドップラシフト量DOP4を付与する位相回転量φ4=3π/2を用いる場合、符号化部107は、次式(28)~(33)のような符号化ドップラ位相回転量ψ1, 1(m), ψ1, 2(m), ψ1, 3(m) , ψ2, 3(m) , ψ1, 4(m) , ψ2, 4(m)を設定して、位相回転部108に出力する。ここで、m=1, ~, Ncである。

Figure 2023141038000029
Figure 2023141038000030
Figure 2023141038000031
Figure 2023141038000032
Figure 2023141038000033
Figure 2023141038000034
Here, as an example, let the phase rotation amount that gives the Doppler shift amount DOP ndm be φ ndm =2π(ndm-1) /N DM , and the phase rotation amount that gives the Doppler shift amount DOP 1 = 0 , Doppler shift The phase rotation amount φ 2 = π/2 to give the amount DOP 2 , the phase rotation amount φ 3 = π to give the Doppler shift amount DOP 3 , the phase rotation amount φ 4 = 3π/2 to give the Doppler shift amount DOP 4 . When used, the encoding unit 107 calculates the encoded Doppler phase rotation amount ψ 1, 1 (m), ψ 1, 2 (m), ψ 1, 3 (m) as shown in the following equations (28) to (33). , ψ 2, 3 (m), ψ 1, 4 (m), ψ 2, 4 (m) are set and output to the phase rotation unit 108. Here, m=1, ~, Nc.
Figure 2023141038000029
Figure 2023141038000030
Figure 2023141038000031
Figure 2023141038000032
Figure 2023141038000033
Figure 2023141038000034

式(28)~式(33)に示すように、位相回転量が、2πを等分割したφndm=2π(ndm-1)/NDMに設定される場合、符号化ドップラ位相回転量ψ1, 1(m), ψ1, 2(m), ψ1, 3(m) , ψ2, 3(m) , ψ1, 4(m) , ψ2, 4(m)は、NDM×NCM=4×2=8の送信周期で変化する。 As shown in equations (28) to (33), when the amount of phase rotation is set to φ ndm =2π(ndm-1)/N DM , which is equal division of 2π, the amount of encoded Doppler phase rotation ψ 1 , 1 (m), ψ 1, 2 (m), ψ 1, 3 (m) , ψ 2, 3 (m) , ψ 1, 4 (m) , ψ 2, 4 (m) is N DM × It changes with a transmission cycle of N CM =4×2=8.

また、式(28)~(33)に示すように、位相回転量(例えば、ドップラシフト量を付与する位相回転量)に用いる位相数(例えば、0、π/2、π、及び、3π/2の4つ)は、多重送信に用いる送信アンテナ109の数Nt=6よりも少ない。例えば、式(28)~(33)に示すように、ドップラシフト量を付与する位相回転量に用いる位相数(例えば、0、π/2、π、及び、3π/2の4つ)は、多重送信に用いるドップラシフト量の数(例えば、ドップラ多重数)NDM=4に等しい。 Furthermore, as shown in equations (28) to (33), the phase number (for example, 0, π/2, π, and 3π/ 2) is smaller than the number Nt=6 of transmitting antennas 109 used for multiplex transmission. For example, as shown in equations (28) to (33), the number of phases (for example, four, 0, π/2, π, and 3π/2) used for the amount of phase rotation that gives the amount of Doppler shift is: The number of Doppler shift amounts used for multiplex transmission (for example, Doppler multiplex number) is equal to N DM =4.

なお、ここでは、一例として、送信アンテナ109の数Nt=4、ドップラ多重数NDM=2の場合、及び、送信アンテナ109の数Nt=6、ドップラ多重数NDM=4の場合における位相回転量の設定についてそれぞれ説明したが、送信アンテナ109の数Nt及びドップラ多重数NDMは、これらの値に限定されない。例えば、送信アンテナ109の数Ntが何れの値でも、位相回転量に用いる位相数は、多重送信に用いる送信アンテナ109の数Ntよりも少なく設定されてよい。また、ドップラシフト量を付与する位相回転量に用いる位相数は、多重送信に用いるドップラシフト量の数NDMに等しくしてよい。 Here, as an example, the phase rotation in the case where the number of transmitting antennas 109 Nt=4, the number of Doppler multiplexing N DM =2, and the case where the number of transmitting antennas 109 Nt=6, the number of Doppler multiplexing N DM =4 Although the number of transmitting antennas 109 Nt and the Doppler multiplexing number NDM are not limited to these values. For example, regardless of the value of the number Nt of transmitting antennas 109, the number of phases used for the amount of phase rotation may be set to be smaller than the number Nt of transmitting antennas 109 used for multiplex transmission. Further, the number of phases used for the amount of phase rotation to provide the amount of Doppler shift may be set equal to the number NDM of the amount of Doppler shift used for multiplex transmission.

また、上記の例のように、位相回転量の設定には、最大等間隔ドップラシフト量設定で示した位相回転量の設定を用いてもよく、あるいは、等間隔ドップラシフト量設定で示した位相回転量の設定、例えば、式(6)を用いてもよい。 In addition, as in the example above, the phase rotation amount setting shown in the maximum equidistant Doppler shift amount setting may be used to set the phase rotation amount, or the phase rotation amount setting shown in the equidistant Doppler shift amount setting may be used. The rotation amount may be set using, for example, equation (6).

以上、位相回転量設定部105における位相回転量の設定方法について説明した。 The method for setting the phase rotation amount in the phase rotation amount setting section 105 has been described above.

図1において、位相回転部108は、位相回転量設定部105において設定された符号化ドップラ位相回転量ψndop_code(ndm), ndm(m)に基づいて、レーダ送信信号生成部101から入力されるチャープ信号に対して、送信周期Tr毎に位相回転量を付与する。ここで、ndm=1,~, NDMであり、ndop_code(ndm)=1,~, NDOP_CODE(ndm)である。 In FIG. 1, the phase rotation unit 108 receives input from the radar transmission signal generation unit 101 based on the encoded Doppler phase rotation amount ψ ndop_code(ndm), ndm (m) set in the phase rotation amount setting unit 105. A phase rotation amount is given to the chirp signal for each transmission period Tr. Here, ndm=1,~, N DM , and ndop_code(ndm)=1,~, N DOP_CODE (ndm).

符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(1), NDOP_CODE(2),~,NDOP_CODE(NDM)の総和は、送信アンテナ109の数Ntに等しく設定され、Nt個の符号化ドップラ位相回転量はNt個の位相回転部108にそれぞれ入力される。 The sum of the encoded Doppler multiplex numbers N DOP_CODE (1), N DOP_CODE (2), ~, N DOP_CODE (N DM ) is set equal to the number Nt of transmitting antennas 109, and the Nt encoded Doppler phase rotation amounts are The signals are respectively input to Nt phase rotation units 108.

Nt個の位相回転部108は、送信周期Tr毎に、レーダ送信信号生成部101から入力されるチャープ信号に対して、入力された符号化ドップラ位相回転量ψndop_code(ndm), ndm(m)をそれぞれ付与する。Nt個の位相回転部108からの出力(例えば、符号化ドップラ多重信号と呼ぶ)は、規定された送信電力に増幅後に、送信アレーアンテナ部のNt個の送信アンテナ109から空間に放射される。 The Nt phase rotation units 108 convert the input encoded Doppler phase rotation amount ψ ndop_code(ndm), ndm (m) to the chirp signal input from the radar transmission signal generation unit 101 for each transmission period Tr. are given respectively. The outputs from the Nt phase rotation sections 108 (for example, referred to as coded Doppler multiplex signals) are amplified to a specified transmission power and then radiated into space from the Nt transmission antennas 109 of the transmission array antenna section.

なお、以下では、符号化ドップラ位相回転量ψndop_code(ndm), ndm(m)を付与する位相回転部108を、「位相回転部PROT#[ndop_code(ndm), ndm]」と表記する。同様に、位相回転部PROT#[ndop_code(ndm), ndm]の出力を空間に放射する送信アンテナ109を、「送信アンテナTx#[ndop_code(ndm), ndm]」と表記する。ここで、ndm=1,~, NDMであり、ndop_code(ndm)=1,~, NDOP_CODE(ndm)である。 Note that, hereinafter, the phase rotation unit 108 that provides the encoded Doppler phase rotation amount ψ ndop_code(ndm), ndm (m) will be referred to as “phase rotation unit PROT#[ndop_code(ndm), ndm]”. Similarly, the transmitting antenna 109 that radiates the output of the phase rotation unit PROT#[ndop_code(ndm), ndm] into space is expressed as "transmitting antenna Tx#[ndop_code(ndm), ndm]." Here, ndm=1,~, N DM , and ndop_code(ndm)=1,~, N DOP_CODE (ndm).

本実施の形態において、符号長Loc=2からなる符号数(例えば、符号多重数)NCM=2の直交符号系列を用いる。従って、NDOP_CODE(ndm)=1あるいは2であり、ndop_code(ndm)≦2である。 In this embodiment, an orthogonal code sequence with code length Loc=2 and the number of codes (for example, code multiplexing number) N CM =2 is used. Therefore, N DOP_CODE (ndm)=1 or 2, and ndop_code(ndm)≦2.

例えば、多重送信に用いる送信アンテナ数Nt=4の場合に、ドップラ多重数NDM=2、符号多重数NCM=2とし、符号長Loc=2の直交符号系列Code={1,1}、Code2={j,-j}とし、符号化ドップラ多重数をNDOP_CODE(1)=2, NDOP_CODE(2)=2とする場合について説明する。この場合、符号化部107から位相回転部108に対して、符号化ドップラ位相回転量ψ1, 1(m), ψ2, 1(m), ψ1, 2(m), ψ2, 2(m)が送信周期毎に入力される。 For example, when the number of transmitting antennas used for multiplex transmission is Nt = 4, the number of Doppler multiplexing N DM = 2, the number of code multiplexing N CM = 2, and the orthogonal code sequence Code 1 = {1, 1} with code length Loc = 2. , Code 2 = {j, -j}, and the number of encoded Doppler multiplexes is N DOP_CODE (1)=2, N DOP_CODE (2)=2. In this case, the encoded Doppler phase rotation amount ψ 1, 1 (m), ψ 2, 1 (m), ψ 1, 2 (m), ψ 2, 2 is sent from the encoding unit 107 to the phase rotation unit 108. (m) is input every transmission cycle.

例えば、位相回転部PROT#[1, 1]は、レーダ送信信号生成部101で送信周期毎に生成されたチャープ信号に対して、送信周期毎に次式(34)のように位相回転量ψ1, 1(m)を付与する。また、位相回転部PROT#[1, 1]の出力は、送信アンテナTx#[1, 1]から出力される。ここでcp(t)は送信周期毎のチャープ信号を表す。

Figure 2023141038000035
For example, the phase rotation unit PROT#[1, 1] calculates the phase rotation amount ψ for each transmission period as shown in the following equation (34) with respect to the chirp signal generated in each transmission period by the radar transmission signal generation unit 101. Grant 1, 1 (m). Furthermore, the output of the phase rotation unit PROT#[1, 1] is output from the transmitting antenna Tx#[1, 1]. Here, cp(t) represents a chirp signal for each transmission period.
Figure 2023141038000035

同様に、位相回転部PROT#[2, 1]は、レーダ送信信号生成部101で送信周期毎に生成されたチャープ信号に対して、送信周期毎に次式(35)のように位相回転量ψ2, 1(m)を付与する。また、位相回転部PROT#[2, 1]の出力は、送信アンテナTx#[2, 1]から出力される。

Figure 2023141038000036
Similarly, the phase rotation unit PROT#[2, 1] calculates the amount of phase rotation for each transmission cycle as shown in the following equation (35) with respect to the chirp signal generated in each transmission cycle by the radar transmission signal generation unit 101. Give ψ 2, 1 (m). Furthermore, the output of the phase rotation unit PROT#[2, 1] is output from the transmitting antenna Tx#[2, 1].
Figure 2023141038000036

同様に、位相回転部PROT#[1, 2]は、レーダ送信信号生成部101で送信周期毎に生成されたチャープ信号に対して、送信周期毎に次式(36)のように位相回転量ψ1, 2(m)を付与する。また、位相回転部PROT#[1, 2]の出力は、送信アンテナTx#[1, 2]から出力される。

Figure 2023141038000037
Similarly, the phase rotation unit PROT#[1, 2] calculates the phase rotation amount for each transmission period as shown in the following equation (36) with respect to the chirp signal generated in each transmission period by the radar transmission signal generation unit 101. Give ψ 1, 2 (m). Furthermore, the output of the phase rotation unit PROT#[1, 2] is output from the transmitting antenna Tx#[1, 2].
Figure 2023141038000037

同様に、位相回転部PROT#[2, 2]は、レーダ送信信号生成部101で送信周期毎に生成されたチャープ信号に対して、送信周期毎に次式(37)のように位相回転量ψ2, 2(m)を付与する。また、位相回転部PROT#[2, 2]の出力は、送信アンテナTx#[2, 2]から出力される。

Figure 2023141038000038
Similarly, the phase rotation unit PROT#[2, 2] calculates the phase rotation amount for each transmission period as shown in the following equation (37) with respect to the chirp signal generated in each transmission period by the radar transmission signal generation unit 101. Give ψ 2, 2 (m). Furthermore, the output of the phase rotation unit PROT#[2, 2] is output from the transmitting antenna Tx#[2, 2].
Figure 2023141038000038

以上、符号化ドップラ位相回転量ψndop_code(ndm), ndm(m)の設定例について説明した。 An example of setting the encoded Doppler phase rotation amount ψ ndop_code(ndm), ndm (m) has been described above.

また、本実施の形態では、例えば、送信アンテナ109の偏波及び送信アンテナ109の配置と、符号化ドップラ位相回転量の割り当てとを、以下のように関連付ける。この関連付けにより、レーダ装置10は、レーダ処理において、多重送信する送信アンテナ109に加え、多重送信する送信アンテナの偏波(例えば、水平偏波及び垂直偏波)と異なる偏波の送信アンテナ(例えば、円偏波)を利用可能となる(例については後述する)。 Further, in this embodiment, for example, the polarization of the transmitting antenna 109 and the arrangement of the transmitting antenna 109 are associated with the assignment of the encoded Doppler phase rotation amount as follows. Due to this association, in radar processing, the radar device 10 uses not only the transmitting antenna 109 for multiplex transmission, but also the transmitting antenna (for example, , circularly polarized waves) (examples will be described later).

例えば、少なくとも一組の隣り合う送信アンテナ109は、互いに異なる直交偏波(例えば、水平偏波及び垂直偏波)を放出(又は、放射)するアンテナであり、同一のドップラ多重(例えば、ドップラシフト量)を用いたレーダ送信信号を送信する。 For example, at least one set of adjacent transmitting antennas 109 are antennas that emit (or radiate) different orthogonal polarizations (e.g., horizontal polarization and vertical polarization), and have the same Doppler multiplexing (e.g., Doppler shift). transmit a radar transmission signal using

本実施の形態では、符号長Loc=2からなる符号数(例えば、符号多重数)NCM=2の直交符号系列を用いるため、NDOP_CODE(ndm_BF)=2である。 In this embodiment, N DOP_CODE (ndm _BF )=2 because an orthogonal code sequence with code length Loc=2 and the number of codes (for example, code multiplexing number) N CM =2 is used.

例えば、隣接するNDOP_CODE(ndm_BF)=2個の送信アンテナ109には、位相回転部PROT#[1, ndm_BF]、位相回転部PROT#[2, ndm_BF]が割り当てられた送信アンテナTx#[1, ndm_BF]、送信アンテナTx#[2, ndm_BF]が含まれる。ここで、ndm_BFは、1,~, NDMの何れかの値であり得る。例えば、ドップラシフト量DOPndmと直交符号系列との複数の組み合わせのうち、複数の送信アンテナ109において隣り合う送信アンテナ109は、互いに異なる直交偏波を放出するアンテナであり、それぞれのアンテナに対応付けられる組み合わせでは、ドップラシフト量が同一(例えば、ndm=ndm_BF)である。 For example, adjacent N DOP_CODE (ndm _BF )=2 transmitting antennas 109 include a transmitting antenna Tx to which a phase rotation unit PROT#[1, ndm _BF ] and a phase rotation unit PROT#[2, ndm _BF ] are assigned. #[1, ndm _BF ], transmit antenna Tx#[2, ndm _BF ]. Here, ndm_BF can be any value from 1 to N DM . For example, among multiple combinations of the Doppler shift amount DOP ndm and orthogonal code sequences, adjacent transmitting antennas 109 are antennas that emit mutually different orthogonal polarized waves, and are associated with each antenna. The Doppler shift amounts are the same (for example, ndm= ndm_BF ) in the combinations shown in FIG.

例えば、上述した符号化ドップラ位相回転量の割り当てと、送信アンテナ109の偏波及び配置との関連付けを満たす組み合わせ(例えば、ペア)が1組以上含まれてもよい。 For example, one or more combinations (for example, pairs) that satisfy the association between the above-mentioned assignment of the amount of encoded Doppler phase rotation and the polarization and arrangement of the transmitting antenna 109 may be included.

一例として、多重送信に用いる送信アンテナ数Nt=4の場合に、ドップラ多重数NDM=2、符号多重数NCM=2とし、符号長Loc=2の直交符号系列Code={1,1}、Code2={j,-j}とし、符号化ドップラ多重数をNDOP_CODE(1)=2, NDOP_CODE(2)=2とする場合について説明する。なお、ビーム送信アンテナ数NBF=2とし、ビーム送信アンテナに用いるドップラ多重信号のインデックスとしてndm_BF=1及び2を用いる。 As an example, when the number of transmitting antennas used for multiplex transmission is Nt = 4, the number of Doppler multiplexing N DM = 2, the number of code multiplexing N CM = 2, and the orthogonal code sequence Code 1 = {1, 1 with code length Loc = 2. }, Code 2 = {j, -j}, and the case where the number of encoded Doppler multiplexes is N DOP_CODE (1)=2, N DOP_CODE (2)=2 will be explained. Note that the number of beam transmitting antennas N BF =2, and ndm_BF =1 and 2 are used as indices of Doppler multiplexed signals used for the beam transmitting antennas.

図6では、例えば、水平方向に隣接したNt=4個の送信アンテナ109は、左側のアンテナから、送信アンテナTx#[1, 1]、送信アンテナTx#[2, 1]、送信アンテナTx#[1, 2]、送信アンテナTx#[2, 2]である。 In FIG. 6, for example, Nt=4 transmitting antennas 109 adjacent in the horizontal direction are transmitting antenna Tx#[1, 1], transmitting antenna Tx#[2, 1], transmitting antenna Tx# from the left antenna. [1, 2] and transmitting antenna Tx#[2, 2].

図6では、左側から2(=NDOP_CODE(1))個の隣り合う送信アンテナTx#[1, 1]及びTx#[2, 1]は、同一のドップラ多重(ドップラシフト量=DOP1)を用いてレーダ送信信号を送信する。また、同一のドップラ多重(ドップラシフト量=DOP1)を用いてレーダ送信信号を送信する送信アンテナTx#[1, 1]及びTx#[2, 1]は、それぞれ互いに直交する直線偏波の電波を放射するアンテナを用いる。例えば、図6に示す例では、送信アンテナTx#[1, 1]には水平偏波となる電波を放射するアンテナ(例えば、「水平偏波アンテナ」)を用いてよく、送信アンテナTx#[2, 1]には垂直偏波となる電波を放射するアンテナ(例えば、「垂直偏波アンテナ」)を用いてよい。なお、これに限定されず、送信アンテナTx#[1, 1]には垂直偏波アンテナを用いて、送信アンテナTx#[2, 1]には水平偏波アンテナを用いてもよい。なお、図6における黒丸印(●)は各送信アンテナの位相中心を示す。 In FIG. 6, 2 (=N DOP_CODE (1)) adjacent transmitting antennas Tx#[1, 1] and Tx#[2, 1] from the left are the same Doppler multiplexed (Doppler shift amount = DOP 1 ) to transmit radar transmission signals. Furthermore, transmitting antennas Tx#[1, 1] and Tx#[2, 1] that transmit radar transmission signals using the same Doppler multiplexing (Doppler shift amount = DOP 1 ) are linearly polarized waves that are orthogonal to each other. Uses an antenna that emits radio waves. For example, in the example shown in FIG. 6, an antenna that emits horizontally polarized radio waves (for example, a "horizontal polarized antenna") may be used as the transmitting antenna Tx#[1, 1], and the transmitting antenna Tx#[ 2, 1], an antenna that emits vertically polarized radio waves (for example, a "vertically polarized antenna") may be used. Note that the present invention is not limited to this, and a vertically polarized antenna may be used as the transmitting antenna Tx#[1, 1], and a horizontally polarized antenna may be used as the transmitting antenna Tx#[2, 1]. Note that the black circles (●) in FIG. 6 indicate the phase center of each transmitting antenna.

また、図6では、右側から2(=NDOP_CODE(2))個の隣り合う送信アンテナTx#[1, 2]及びTx#[2, 2]は、同一のドップラ多重(ドップラシフト量=DOP2)を用いてレーダ送信信号を送信する。また、同一のドップラ多重(ドップラシフト量=DOP2)を用いてレーダ送信信号を送信する送信アンテナTx#[1, 2]及びTx#[2, 2]は、それぞれ互いに直交する直線偏波の電波を放射するアンテナを用いる。例えば、図6に示す例では、送信アンテナTx#[1, 2]には水平偏波アンテナを用いて、送信アンテナTx#[2, 2]には垂直偏波アンテナを用いてよい。なお、これに限定されず、送信アンテナTx#[1, 2]には垂直偏波アンテナを用いて、送信アンテナTx#[2, 2]には水平偏波アンテナを用いてもよい。 In addition, in FIG. 6, 2 (=N DOP_CODE (2)) adjacent transmitting antennas Tx#[1, 2] and Tx#[2, 2] from the right side have the same Doppler multiplexing (Doppler shift amount=DOP 2 ) to transmit the radar transmission signal. Furthermore, transmitting antennas Tx#[1, 2] and Tx#[2, 2] that transmit radar transmission signals using the same Doppler multiplexing (Doppler shift amount = DOP 2 ) are linearly polarized waves that are orthogonal to each other. Uses an antenna that emits radio waves. For example, in the example shown in FIG. 6, a horizontally polarized antenna may be used as the transmitting antenna Tx#[1, 2], and a vertically polarized antenna may be used as the transmitting antenna Tx#[2, 2]. Note that the present invention is not limited to this, and a vertically polarized antenna may be used for the transmitting antenna Tx#[1, 2], and a horizontally polarized antenna may be used for the transmitting antenna Tx#[2, 2].

また、他の例として、多重送信に用いる送信アンテナ数Nt=5の場合に、ドップラ多重数NDM=3、符号多重数NCM=2とし、符号長Loc=2の直交符号系列Code={1,1}、Code2={j,-j}とし、符号化ドップラ多重数をNDOP_CODE(1)=2, NDOP_CODE(2)=2とする場合について説明する。なお、ビーム送信アンテナ数NBF=2とし、ビーム送信アンテナに用いるドップラ多重信号のインデックスとしてndm_BF1=1、及びndm_BF2=2を用いる。 As another example, when the number of transmitting antennas used for multiplex transmission Nt = 5, the number of Doppler multiplexing N DM = 3, the number of code multiplexing N CM = 2, and the orthogonal code sequence Code 1 = code length Loc = 2. A case will be described in which {1, 1}, Code 2 = {j, -j}, and the number of encoded Doppler multiplexes are N DOP_CODE (1)=2, N DOP_CODE (2)=2. Note that the number of beam transmitting antennas N BF =2, and ndm_BF1 =1 and ndm_BF2 =2 are used as indices of Doppler multiplexed signals used for the beam transmitting antennas.

図7では、例えば、水平方向に隣接したNt=5個の送信アンテナ109は、左側のアンテナから、送信アンテナTx#[1, 1]、送信アンテナTx#[2, 1]、送信アンテナTx#[1, 2]、送信アンテナTx#[2, 2] 、送信アンテナTx#[1, 3]である。なお、図7における黒丸印(●)は各送信アンテナの位相中心を示す。 In FIG. 7, for example, Nt=5 transmitting antennas 109 adjacent in the horizontal direction are transmitting antenna Tx#[1, 1], transmitting antenna Tx#[2, 1], transmitting antenna Tx# from the left antenna. [1, 2], transmitting antenna Tx#[2, 2], and transmitting antenna Tx#[1, 3]. Note that the black circles (●) in FIG. 7 indicate the phase center of each transmitting antenna.

図7では、左側から2(=NDOP_CODE(1))個の隣り合う送信アンテナTx#[1, 1]及びTx#[2, 1]は、同一のドップラ多重(ドップラシフト量=DOP1)を用いてレーダ送信信号を送信する。また、同一のドップラ多重(ドップラシフト量=DOP1)を用いてレーダ送信信号を送信する送信アンテナTx#[1, 1]及びTx#[2, 1]は、それぞれ互いに直交する直線偏波の電波を放射するアンテナを用いる。例えば、図7に示す例では、送信アンテナTx#[1, 1]には水平偏波アンテナを用いて、送信アンテナTx#[2, 1]には垂直偏波アンテナを用いてよい。なお、これに限定されず、送信アンテナTx#[1, 1]には垂直偏波アンテナを用いて、送信アンテナTx#[2, 1]には水平偏波アンテナを用いてもよい。 In FIG. 7, 2 (=N DOP_CODE (1)) adjacent transmitting antennas Tx#[1, 1] and Tx#[2, 1] from the left side are the same Doppler multiplexed (Doppler shift amount=DOP 1 ) to transmit radar transmission signals. Furthermore, transmitting antennas Tx#[1, 1] and Tx#[2, 1] that transmit radar transmission signals using the same Doppler multiplexing (Doppler shift amount = DOP 1 ) are linearly polarized waves that are orthogonal to each other. Uses an antenna that emits radio waves. For example, in the example shown in FIG. 7, a horizontally polarized antenna may be used for transmitting antenna Tx#[1, 1], and a vertically polarized antenna may be used for transmitting antenna Tx#[2, 1]. Note that the present invention is not limited to this, and a vertically polarized antenna may be used as the transmitting antenna Tx#[1, 1], and a horizontally polarized antenna may be used as the transmitting antenna Tx#[2, 1].

また、送信アンテナTx#[1, 1]及びTx#[2, 1]の右側にある2(=NDOP_CODE(2))個の隣り合う送信アンテナTx#[1, 2]及びTx#[2, 2]は、同一のドップラ多重(ドップラシフト量=DOP2)を用いてレーダ送信信号を送信する。また、同一のドップラ多重(ドップラシフト量=DOP2)を用いてレーダ送信信号を送信する送信アンテナTx#[1, 2]及びTx#[2, 2]は、それぞれ互いに直交する直線偏波の電波を放射するアンテナを用いる。例えば、図7に示す例では、送信アンテナTx#[1, 2]には水平偏波アンテナを用いて、送信アンテナTx#[2, 2]には垂直偏波アンテナを用いてよい。なお、これに限定されず、送信アンテナTx#[1, 2]には垂直偏波アンテナを用いて、送信アンテナTx#[2, 2]には水平偏波アンテナを用いてもよい。なお、送信アンテナTx#[1, 3]は任意の偏波アンテナを用いてもよい。 In addition, 2 (=N DOP_CODE (2)) adjacent transmit antennas Tx#[1, 2] and Tx#[2] on the right side of transmit antennas Tx#[1, 1] and Tx#[2, 1] , 2] transmits radar transmission signals using the same Doppler multiplexing (Doppler shift amount = DOP 2 ). Furthermore, transmitting antennas Tx#[1, 2] and Tx#[2, 2] that transmit radar transmission signals using the same Doppler multiplexing (Doppler shift amount = DOP 2 ) are linearly polarized waves that are orthogonal to each other. Uses an antenna that emits radio waves. For example, in the example shown in FIG. 7, a horizontally polarized antenna may be used for transmitting antenna Tx#[1, 2], and a vertically polarized antenna may be used for transmitting antenna Tx#[2, 2]. Note that the present invention is not limited to this, and a vertically polarized antenna may be used for the transmitting antenna Tx#[1, 2], and a horizontally polarized antenna may be used for the transmitting antenna Tx#[2, 2]. Note that any polarized antenna may be used as the transmitting antenna Tx#[1, 3].

また、例えば、上述した隣り合う水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナの組(又は、ペア)が複数含まれる場合、レーダ装置10は、複数の組のそれぞれに異なるドップラシフト量を設定してよい。例えば、図6及び図7において、送信アンテナTx#[1, 1]及びTx#[2, 1]の組と、送信アンテナTx#[1, 2]及びTx#[2, 2]の組とで、設定されるドップラシフト量が異なってよい。 Further, for example, when a plurality of sets (or pairs) of the above-mentioned adjacent horizontally polarized antennas and vertically polarized antennas are included, the radar device 10 may set a different Doppler shift amount for each of the plurality of sets. . For example, in FIGS. 6 and 7, a set of transmitting antennas Tx#[1, 1] and Tx#[2, 1] and a set of transmitting antennas Tx#[1, 2] and Tx#[2, 2] The amount of Doppler shift to be set may be different.

これらのように、少なくとも一組の隣り合う送信アンテナ109(例えば、第1の送信アンテナに対応)は、水平偏波を放射する送信アンテナ109、及び、垂直偏波を放射する送信アンテナ109(例えば、第2の送信アンテナに対応)を含む。また、少なくとも一組の隣り合う送信アンテナ109には、同一のドップラシフト量が設定され、同一のドップラ多重を用いてレーダ送信信号が送信される。例えば、少なくとも一組の隣接する送信アンテナ109は、同一のドップラ多重を用いて符号多重送信し、異なる偏波アンテナを用いてレーダ送信信号を空間に放射する。 As such, at least one set of adjacent transmitting antennas 109 (e.g., corresponding to the first transmitting antenna) includes a transmitting antenna 109 that radiates horizontally polarized waves and a transmitting antenna 109 that radiates vertically polarized waves (e.g., corresponding to the first transmitting antenna). , corresponding to the second transmit antenna). Furthermore, the same amount of Doppler shift is set for at least one set of adjacent transmitting antennas 109, and radar transmission signals are transmitted using the same Doppler multiplexing. For example, at least one set of adjacent transmit antennas 109 perform code multiplexed transmission using the same Doppler multiplexing and radiate radar transmission signals into space using different polarization antennas.

ここで、同一のドップラ多重を用いて符号多重送信されたレーダ送信信号に対応する送信周期毎の受信信号は、複数の送信アンテナ109によるビーム送信に対応する受信信号とみなすことができる。例えば、上述した少なくとも一組の隣り合う送信アンテナ109の送信は、当該隣り合う送信アンテナ109によって構成されるサブアレーによるビーム送信と等価となる。レーダ装置10は、例えば、上述した少なくとも一組の隣り合う送信アンテナ109からレーダ送信信号を等電力で送信する場合、当該送信を、隣り合う送信アンテナ109の中点位置をサブアレーの位相中心とした新たな送信アンテナ(以下、「ビーム送信アンテナ」と呼ぶ)による送信として扱うことができる(詳細は受信処理において後述する)。なお、図6及び図7における白丸印(〇)は、各ビーム送信アンテナの位相中心を示す。 Here, the received signal for each transmission period corresponding to the radar transmission signal code-multiplexed using the same Doppler multiplexing can be regarded as the received signal corresponding to beam transmission by the plurality of transmitting antennas 109. For example, the above-mentioned transmission by at least one set of adjacent transmitting antennas 109 is equivalent to beam transmission by a sub-array constituted by the adjacent transmitting antennas 109. For example, when transmitting radar transmission signals with equal power from at least one set of adjacent transmitting antennas 109 described above, the radar device 10 performs the transmission with the midpoint position of the adjacent transmitting antennas 109 as the phase center of the sub-array. It can be handled as transmission by a new transmitting antenna (hereinafter referred to as a "beam transmitting antenna") (details will be described later in reception processing). Note that the white circles (◯) in FIGS. 6 and 7 indicate the phase center of each beam transmission antenna.

また、上述した少なくとも一組の隣り合う送信アンテナ109に、例えば、水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナのように互いに直交する直線偏波の電波を放射する偏波アンテナを用いてよい。これにより、同一のドップラ多重を用いて符号多重送信されたレーダ送信信号に対応する送信周期毎の受信信号は、少なくとも一組の隣り合う複数の送信アンテナ109から、円偏波となる電波が放射された送信アンテナからの送信に対応する受信信号とみなすことができる。以下、この原理に関して計算機シミュレーションを用いて説明する。 Moreover, for the at least one set of adjacent transmitting antennas 109 described above, polarized antennas that emit mutually orthogonal linearly polarized radio waves, such as a horizontally polarized antenna and a vertically polarized antenna, may be used, for example. As a result, the received signal for each transmission period corresponding to the radar transmission signal code-multiplexed using the same Doppler multiplexing is a circularly polarized radio wave radiated from at least one set of adjacent transmission antennas 109. It can be regarded as the received signal corresponding to the transmission from the transmitted antenna. This principle will be explained below using computer simulation.

2種類の直交する直線偏波アンテナ(例えば、水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナ)を組み合わせて、異なる偏波(右旋円偏波又は左旋円偏波)を生成する計算機シミュレーションについて説明する。 A computer simulation in which two types of orthogonal linearly polarized antennas (for example, a horizontally polarized antenna and a vertically polarized antenna) are combined to generate different polarized waves (right-handed circularly polarized waves or left-handed circularly polarized waves) will be described.

例えば、図8に示すように、水平偏波アンテナ(ANT#1)及び垂直偏波アンテナ(ANT#2)への給電位相を、ANT#1を基準(例えば、0度)として、ANT#2の位相を90度あるいは-90度とし、同時に信号を送信する場合の計算機シミュレーションの結果について説明する。ここでは、一例として、水平偏波アンテナ(ANT#1)及び垂直偏波アンテナ(ANT#2)の素子間隔は0.5波長に設定される。 For example, as shown in FIG. 8, the feeding phase to the horizontally polarized antenna (ANT#1) and vertically polarized antenna (ANT#2) is set to ANT#1 with ANT#1 as the reference (for example, 0 degrees). We will explain the results of a computer simulation when the phase of the signal is set to 90 degrees or -90 degrees and signals are transmitted simultaneously. Here, as an example, the element spacing of the horizontally polarized antenna (ANT#1) and the vertically polarized antenna (ANT#2) is set to 0.5 wavelength.

なお、素子間隔は、0.5波長に限らず、より間隔を拡げてもよい。素子間隔を拡げた場合、2アンテナで構成される主ビームのビーム幅が狭くなり、軸比が確保できる視野角が狭まる。また、素子間隔を1波長程度以上拡げた間隔とすると、2アンテナで構成される主ビーム方向と異なる方向にグレーティングローブが発生し、主ビーム方向及びグレーティングローブ方向で円偏波となる電波が放射される。 Note that the element spacing is not limited to 0.5 wavelength, and may be wider. When the element spacing is increased, the beam width of the main beam formed by the two antennas becomes narrower, and the viewing angle at which the axial ratio can be ensured becomes narrower. In addition, if the element spacing is increased by about one wavelength or more, a grating lobe will occur in a direction different from the main beam direction composed of two antennas, and radio waves that are circularly polarized in the main beam direction and grating lobe direction will be emitted. be done.

なお、図8では、1点給電の平面パッチアンテナを用いた直線偏波アンテナの例を示したが、これに限定されず、平面パッチアンテナに対し2点給電するタイプのアンテナ素子を用いてもよい。また複数のアンテナ素子を用いてアレーを構成したアンテナ素子を用いてもよい。 Although FIG. 8 shows an example of a linearly polarized antenna using a single-point feeding planar patch antenna, the present invention is not limited to this, and an antenna element of a two-point feeding type may also be used for a planar patch antenna. good. Alternatively, an antenna element configured into an array using a plurality of antenna elements may be used.

例えば、ANT#1を基準として、ANT#2の位相を90度ずらした場合、図9に示す指向性の左旋円偏波が放射される。図9の(a)は、水平面の指向性を示し、図9の(b)は、垂直面の指向性を示す。また、ANT#1を基準として、ANT#2の位相を-90度ずらした場合、図10に示す指向性の右旋円偏波が放射される。図10の(a)は、水平面の指向性を示し、図10の(b)は、垂直面の指向性を示す。 For example, when the phase of ANT#2 is shifted by 90 degrees with respect to ANT#1, a directional left-handed circularly polarized wave shown in FIG. 9 is emitted. 9(a) shows the directivity in the horizontal plane, and FIG. 9(b) shows the directivity in the vertical plane. Furthermore, when the phase of ANT#2 is shifted by -90 degrees with respect to ANT#1, a right-handed circularly polarized wave with the directivity shown in FIG. 10 is emitted. FIG. 10(a) shows the directivity in the horizontal plane, and FIG. 10(b) shows the directivity in the vertical plane.

ここで、ANT#1及びANT#2を用いて左旋円偏波あるいは右旋円偏波を生成する2種類の位相[0°, 90°]及び[0°,-90°]は、符号化部107において、符号長Loc=2からなるNCM=2の直交符号系列として、Code={1, 1}、Code={j, -j}を用いた場合に相当する。例えば、これらの互いに直交関係にあり、第1番目の符号のnoc番目の符号要素OCncm(noc)を基準とした場合、第2の符号のnoc番目の符号要素OCncm(noc)は+90°あるいは‐90°の位相が異なる符号要素となる。ここでnoc=1あるいは2である。例えば、複数の直交符号のうち、ANT#1から送信されるレーダ送信信号に対する第1番目の符号Code1={1, 1}と、ANT#2から送信されるレーダ送信信号に対する第2番目の符号Code2={j, -j}との間において、各送信周期に対応する符号要素OCの位相は90°異なる。 Here, the two types of phases [0°, 90°] and [0°, -90°] that generate left-handed circularly polarized waves or right-handed circularly polarized waves using ANT#1 and ANT#2 are encoded. This corresponds to the case where Code 1 = {1, 1} and Code 2 = {j, -j} are used in section 107 as an orthogonal code sequence of N CM =2 with code length Loc = 2. For example, they are orthogonal to each other, and if the noc-th code element OC ncm (noc) of the first code is the reference, the noc-th code element OC ncm (noc) of the second code is +90° Alternatively, the -90° phase becomes a different code element. Here noc=1 or 2. For example, among multiple orthogonal codes, the first code Code 1 ={1, 1} for the radar transmission signal transmitted from ANT#1, and the second code for the radar transmission signal transmitted from ANT#2. Between the code Code 2 ={j, -j}, the phase of the code element OC corresponding to each transmission period differs by 90°.

このような符号化部107において符号化された信号を、同一のドップラ多重を用いて符号多重送信されるレーダ送信信号は、複数の送信アンテナ109から、それぞれの位相差+90°あるいは‐90°の位相が異なったまま送信される関係が保持される。このため、これらのレーダ送信信号に対応する受信信号は、円偏波となる電波が放射された送信アンテナからの送信に対応する受信信号とみなすことができる。 Radar transmission signals, which are code-multiplexed and transmitted using the same Doppler multiplexing, are transmitted from multiple transmitting antennas 109 with a phase difference of +90° or -90°. The relationship in which the signals are transmitted with different phases is maintained. Therefore, the received signals corresponding to these radar transmission signals can be regarded as the received signals corresponding to the transmission from the transmitting antenna from which circularly polarized radio waves are radiated.

例えば、Code={1, 1}、Code={j, -j}を用いる場合、第1の送信周期では、ANT#1から送信されるレーダ送信信号に対して、Codeの第1番目の符号要素”1”に対応する位相回転量が付与され、ANT#2から送信されるレーダ送信信号に対して、Code2の第1番目の符号要素”j”に対応する位相回転量が付与されてよい。これにより、第1の送信周期では、ANT#1及びANT#2によって、左旋円偏波となる電波が放射される。また、例えば、第1の送信周期に続く第2の送信周期では、ANT#1から送信されるレーダ送信信号に対して、Codeの第2番目の符号要素”1”に対応する位相回転量が付与され、ANT#2から送信されるレーダ送信信号に対して、Code2の第2番目の符号要素”-j”に対応する位相回転量が付与されてよい。これにより、第2の送信周期では、ANT#1及びANT#2によって、右旋円偏波となる電波が放射される。 For example, when using Code 1 = {1, 1} and Code 2 = {j, -j}, in the first transmission cycle, the first transmission signal of Code 1 is The amount of phase rotation corresponding to the first code element “1” of Code 2 is given, and the amount of phase rotation corresponding to the first code element “j” of Code 2 is given to the radar transmission signal transmitted from ANT#2. May be granted. As a result, in the first transmission cycle, left-handed circularly polarized radio waves are emitted by ANT#1 and ANT#2. Also, for example, in the second transmission period following the first transmission period, the phase rotation amount corresponding to the second code element "1" of Code 1 with respect to the radar transmission signal transmitted from ANT#1 is may be added, and a phase rotation amount corresponding to the second code element "-j" of Code 2 may be added to the radar transmission signal transmitted from ANT#2. As a result, in the second transmission cycle, ANT#1 and ANT#2 radiate right-handed circularly polarized radio waves.

以上のように、例えば、レーダ装置10(レーダ送信部100)は、各送信周期におけるANT#1とANT#2との間の位相が90°異なる位相回転量を送信信号に付与することにより、レーダ送信信号をANT#1及びANT#2から多重送信する。このような送信方法によって、レーダ装置10は、多重送信する送信アンテナ数Ntを超える送信アンテナを利用可能となり、送信アンテナ109の偏波(例えば、水平偏波及び垂直偏波)と異なる偏波(例えば、円偏波)の送信アンテナを利用可能となる。 As described above, for example, the radar device 10 (radar transmitting unit 100) provides a transmission signal with a phase rotation amount in which the phase between ANT#1 and ANT#2 differs by 90 degrees in each transmission cycle, Radar transmission signals are multiplexed from ANT#1 and ANT#2. With such a transmission method, the radar device 10 can use transmitting antennas exceeding the number Nt of transmitting antennas for multiplex transmission, and can transmit polarized waves (for example, horizontally polarized waves and vertically polarized waves) different from the polarized waves of the transmitting antenna 109 (for example, horizontally polarized waves and vertically polarized waves). For example, it becomes possible to use a circularly polarized transmitting antenna.

なお、図6及び図7では、水平方向に配置された送信アンテナ109を例に説明したが、送信アンテナ109の配置方法はこれに限定されない。例えば、送信アンテナ109は、垂直方向に配置されてもよく、水平方向及び垂直方向の面的に配置されてもよい。また、送信アンテナ109を構成するアンテナは、水平方向に配置された複数のサブアレー素子、垂直方向に配置された複数のサブアレー素子、あるいは、水平及び垂直の面的に配置された複数のサブアレー素子から構成されてもよい。また、図6及び図7に示したアンテナは、レーダ装置10が有する複数のアンテナのうちの一部であってよい。 In addition, although FIG.6 and FIG.7 demonstrated the transmitting antenna 109 arranged in the horizontal direction as an example, the arrangement method of the transmitting antenna 109 is not limited to this. For example, the transmitting antenna 109 may be arranged in a vertical direction, or may be arranged in a plane in a horizontal direction and a vertical direction. Further, the antenna constituting the transmitting antenna 109 may be composed of a plurality of sub-array elements arranged in the horizontal direction, a plurality of sub-array elements arranged in the vertical direction, or a plurality of sub-array elements arranged horizontally and vertically. may be configured. Further, the antennas shown in FIGS. 6 and 7 may be part of the plurality of antennas included in the radar device 10.

このように、本実施の形態では、複数の送信アンテナ109に対して、ドップラシフト量DOPndm及び直交符号系列Codencmの少なくとも一方が異なる、ドップラシフト量DOPndmと直交符号系列Codencmとの組み合わせ(例えば、割り当て)がそれぞれ対応付けられる。 As described above, in the present embodiment, a combination of the Doppler shift amount DOP ndm and the orthogonal code sequence Code ncm , in which at least one of the Doppler shift amount DOP ndm and the orthogonal code sequence Code ncm is different, is provided to the plurality of transmitting antennas 109. (for example, assignment) are associated with each other.

また、本実施の形態では、ドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)を不均一に設定する場合、ドップラシフト量DOPndmと直交符号系列Codencmとの組み合わせにおいて、各ドップラシフト量DOPndmに対応する直交符号系列Codencmの多重数(例えば、符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm))は異なってよい。一例として、図3に示すように、Nt個の送信アンテナ109には、少なくとも、異なる直交符号系列によって符号多重される送信信号がそれぞれ送信される複数(例えば、2つ)の送信アンテナ109と、符号多重されない送信信号が送信される少なくとも1つの送信アンテナ109と、が含まれてよい。例えば、レーダ送信部100から送信されるレーダ送信信号には、少なくとも、符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)を符号数NCMに設定した符号化ドップラ多重信号と、符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)を符号数NCMより小さく設定した符号化ドップラ多重信号と、が含まれる。 In addition, in this embodiment, when the encoded Doppler multiplex number N DOP_CODE ( ndm ) for the Doppler multiplexed signal is set non-uniformly, each Doppler shift amount is The number of multiplexes of orthogonal code sequences Code ncm corresponding to DOP ndm (for example, coded Doppler multiplex number N DOP_CODE (ndm)) may be different. As an example, as shown in FIG. 3, the Nt transmitting antennas 109 include at least a plurality of (for example, two) transmitting antennas 109 each transmitting a transmitting signal that is code-multiplexed using different orthogonal code sequences; At least one transmit antenna 109 through which a non-code multiplexed transmission signal is transmitted may be included. For example, the radar transmission signal transmitted from the radar transmitter 100 includes at least a coded Doppler multiplex signal in which the coded Doppler multiplex number N DOP_CODE (ndm) is set to the code number N CM, and a coded Doppler multiplex signal in which the coded Doppler multiplex number N DOP_CODE (ndm) is set to the code number N CM . (ndm) is set to be smaller than the number of codes NCM .

また、本実施の形態では、ドップラ多重信号に対する符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm)を均一に設定する場合、ドップラシフト量DOPndmと直交符号系列Codencmとの組み合わせにおいて、ドップラシフト量DOPndmそれぞれに対応する直交符号系列Codencmの多重数(例えば、符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(ndm))は同一でよい。 In addition, in this embodiment, when setting the encoded Doppler multiplex number N DOP_CODE (ndm) for the Doppler multiplexed signal uniformly, in the combination of the Doppler shift amount DOP ndm and the orthogonal code sequence Code ncm , the Doppler shift amount DOP ndm The number of multiplexes of the orthogonal code series Code ncm (for example, the number of encoded Doppler multiplexes N DOP_CODE (ndm)) corresponding to each may be the same.

[レーダ受信部200の構成]
図1において、レーダ受信部200は、Na個の受信アンテナ202を備え、アレーアンテナを構成する。また、レーダ受信部200は、Na個のアンテナ系統処理部201-1~201-Naと、CFAR(Constant False Alarm Rate)部211と、符号化ドップラ多重分離部212と、ドップラ多重分離部213と、方向推定部214と、を有する。
[Configuration of radar receiving section 200]
In FIG. 1, a radar receiving unit 200 includes Na receiving antennas 202, forming an array antenna. The radar receiving unit 200 also includes Na antenna system processing units 201-1 to 201-Na, a CFAR (Constant False Alarm Rate) unit 211, a coded Doppler multiplexing/demultiplexing unit 212, and a Doppler multiplexing/demultiplexing unit 213. , and a direction estimation unit 214.

各受信アンテナ202は、物標(ターゲット)に反射したレーダ送信信号である反射波信号を受信し、受信した反射波信号を、対応するアンテナ系統処理部201へ受信信号として出力する。 Each receiving antenna 202 receives a reflected wave signal that is a radar transmission signal reflected by a target, and outputs the received reflected wave signal to the corresponding antenna system processing unit 201 as a received signal.

各アンテナ系統処理部201は、受信無線部203と、信号処理部206とを有する。 Each antenna system processing section 201 includes a reception radio section 203 and a signal processing section 206.

受信無線部203は、ミキサ部204と、LPF(low pass filter)205と、を有する。受信無線部203は、ミキサ部204において、受信した反射波信号に対して、レーダ送信信号生成部101から入力される、送信信号であるチャープ信号をミキシングし、LPF205を通過させる。これにより、反射波信号の遅延時間に応じた周波数となるビート信号が取り出される。例えば、図11に示すように、送信チャープ信号(送信周波数変調波)の周波数と、受信チャープ信号(受信周波数変調波)の周波数との差分周波数がビート周波数として得られる。 The reception radio section 203 includes a mixer section 204 and an LPF (low pass filter) 205. In the reception radio section 203 , the mixer section 204 mixes the received reflected wave signal with a chirp signal, which is a transmission signal inputted from the radar transmission signal generation section 101 , and passes the mixed signal through the LPF 205 . As a result, a beat signal having a frequency corresponding to the delay time of the reflected wave signal is extracted. For example, as shown in FIG. 11, the difference frequency between the frequency of the transmission chirp signal (transmission frequency modulated wave) and the frequency of the reception chirp signal (reception frequency modulated wave) is obtained as the beat frequency.

各アンテナ系統処理部201-z(ただし、z=1~Naの何れか)の信号処理部206は、AD変換部207と、ビート周波数解析部208と、出力切替部209と、ドップラ解析部210と、を有する。 The signal processing unit 206 of each antenna system processing unit 201-z (where z=1 to Na) includes an AD conversion unit 207, a beat frequency analysis unit 208, an output switching unit 209, and a Doppler analysis unit 210. and has.

LPF205から出力された信号(例えば、ビート信号)は、信号処理部206において、AD変換部207によって、離散的にサンプリングされた離散サンプルデータに変換される。 A signal (for example, a beat signal) output from the LPF 205 is converted into discrete sample data that is sampled discretely by an AD conversion unit 207 in a signal processing unit 206 .

ビート周波数解析部208は、送信周期Tr毎に、規定された時間範囲(レンジゲート)において得られたNdata個の離散サンプルデータをFFT処理する。これにより、信号処理部206では、反射波信号(レーダ反射波)の遅延時間に応じたビート周波数にピークが現れる周波数スペクトラムが出力される。なお、FFT処理の際、ビート周波数解析部208は、例えば、Han窓又はHamming窓等の窓関数係数を乗算してもよい。窓関数係数を用いることにより、ビート周波数ピーク周辺に発生するサイドローブを抑圧できる。 The beat frequency analysis unit 208 performs FFT processing on N data discrete sample data obtained in a specified time range (range gate) for each transmission period Tr. As a result, the signal processing unit 206 outputs a frequency spectrum in which a peak appears at a beat frequency corresponding to the delay time of the reflected wave signal (radar reflected wave). Note that during FFT processing, the beat frequency analysis unit 208 may, for example, multiply by a window function coefficient such as a Han window or a Hamming window. By using the window function coefficient, side lobes occurring around the beat frequency peak can be suppressed.

ここで、第m番目のチャープパルス送信によって得られる第z番目の信号処理部206におけるビート周波数解析部208から出力されるビート周波数応答をRFT(fb, m)で表す。ここで、fbはビート周波数インデックスを表し、FFTのインデックス(ビン番号)に対応する。例えば、fb=0,~,Ndata/2-1であり、z=1,~,Naであり、m=1,~,NCである。ビート周波数インデックスfbが小さいほど、反射波信号の遅延時間が小さい(例えば、物標との距離が近い)ビート周波数を示す。 Here, the beat frequency response output from the beat frequency analysis section 208 in the z-th signal processing section 206 obtained by the m-th chirp pulse transmission is expressed as RFT z (f b , m). Here, f b represents the beat frequency index and corresponds to the FFT index (bin number). For example, f b =0,~,N data /2-1, z=1,~,Na, and m=1,~, NC . The smaller the beat frequency index f b is, the smaller the delay time of the reflected wave signal is (for example, the shorter the distance to the target).

また、ビート周波数インデックスfbは、次式(38)を用いて距離情報R(fb)に変換できる。そのため、以下では、ビート周波数インデックスfbを「距離インデックスfb」と呼ぶ。

Figure 2023141038000039
Furthermore, the beat frequency index f b can be converted into distance information R(f b ) using the following equation (38). Therefore, below, the beat frequency index f b will be referred to as a "distance index f b ".
Figure 2023141038000039

ここで、Bwは、チャープ信号におけるレンジゲート内での周波数変調帯域幅を表し、C0は光速度を表す。 Here, B w represents the frequency modulation bandwidth within the range gate in the chirp signal, and C 0 represents the speed of light.

出力切替部209は、位相回転量設定部105の符号化部107から入力される直交符号要素インデックスOC_INDEXに基づいて、送信周期毎のビート周波数解析部208の出力を、Loc個のドップラ解析部210のうち、OC_INDEX番目のドップラ解析部210に選択的に切り替えて出力する。例えば、出力切替部209は、第m番目の送信周期Trにおいて、式(9)により得られるOC_INDEX番目のドップラ解析部210を選択する。 The output switching unit 209 switches the output of the beat frequency analysis unit 208 for each transmission period to the Loc Doppler analysis units 210 based on the orthogonal code element index OC_INDEX input from the encoding unit 107 of the phase rotation amount setting unit 105. Among them, the OC_INDEX-th Doppler analysis unit 210 is selectively switched and outputted. For example, the output switching unit 209 selects the OC_INDEX-th Doppler analysis unit 210 obtained by equation (9) in the m-th transmission period Tr.

信号処理部206は、Loc個(ここでは、一例として、Loc=2)のドップラ解析部210-1~210-Locを有する。例えば、第noc番目のドップラ解析部210には、出力切替部209によってLoc回の送信周期(Loc×Tr)毎にデータが入力される。このため、第noc番目のドップラ解析部210は、Nc回の送信周期のうち、Ncode回の送信周期のデータ(例えば、ビート周波数解析部208から入力されるビート周波数応答RFT(fb, m))を用いて、距離インデックスfb毎にドップラ解析を行う。ここで、nocは符号要素のインデックスであり、noc=1, ~, Locである。 The signal processing unit 206 has Loc (here, as an example, Loc=2) Doppler analysis units 210-1 to 210-Loc. For example, the output switching unit 209 inputs data to the noc-th Doppler analysis unit 210 every Loc transmission period (Loc×Tr). For this reason, the noc-th Doppler analysis unit 210 uses the data of the Ncode transmission period among the Nc transmission periods (for example, the beat frequency response RFT z (f b , m )), Doppler analysis is performed for each distance index f b . Here, noc is the index of the code element, noc=1, ~, Loc.

例えば、Ncodeが2のべき乗値である場合、ドップラ解析においてFFT処理を適用できる。この場合、FFTサイズはNcodeであり、サンプリング定理から導出される折り返しが発生しない最大ドップラ周波数は±1/(2Loc×Tr)である。また、ドップラ周波数インデックスfsのドップラ周波数間隔は1/(Ncode×Loc×Tr)であり、ドップラ周波数インデックスfsの範囲はfs = -Ncode/2, ~, 0, ~, Ncode/2-1である。 For example, when Ncode is a power of 2, FFT processing can be applied in Doppler analysis. In this case, the FFT size is Ncode, and the maximum Doppler frequency at which aliasing does not occur, which is derived from the sampling theorem, is ±1/(2Loc×Tr). Also, the Doppler frequency interval of the Doppler frequency index f s is 1/(Ncode × Loc × Tr), and the range of the Doppler frequency index f s is f s = -Ncode/2, ~, 0, ~, Ncode/2− It is 1.

以下では、一例として、Ncodeが2のべき乗値である場合について説明する。なお、Ncodeが2のべき乗でない場合には、例えば、ゼロ埋めしたデータを含めることで2のべき乗個のデータサイズ(FFTサイズ)としてFFT処理が可能である。また、ドップラ解析部210は、FFT処理の際に、Han窓又はHamming窓などの窓関数係数を乗算してもよい。窓関数を適用することでドップラ周波数ピーク周辺に発生するサイドローブを抑圧できる。 In the following, a case where Ncode is a power of 2 will be described as an example. Note that if the Ncode is not a power of 2, FFT processing can be performed as a data size (FFT size) of a power of 2 by including zero-padded data, for example. Further, the Doppler analysis unit 210 may multiply by a window function coefficient such as a Han window or a Hamming window during FFT processing. By applying a window function, side lobes that occur around the Doppler frequency peak can be suppressed.

例えば、第z番目の信号処理部206のドップラ解析部210の出力VFT noc(fb, fs)は、次式(39)に示される。なお、jは虚数単位であり、z=1~Naである。

Figure 2023141038000040
For example, the output VFT z noc (f b , f s ) of the Doppler analysis unit 210 of the z-th signal processing unit 206 is expressed by the following equation (39). Note that j is an imaginary unit, and z=1 to Na.
Figure 2023141038000040

以上、信号処理部206の各構成部における処理について説明した。 The processing in each component of the signal processing unit 206 has been described above.

図1において、CFAR部211は、第1~第Na番目の信号処理部206それぞれのLoc個のドップラ解析部210の出力を用いて、CFAR処理(例えば、適応的な閾値判定)を行い、ピーク信号を与える距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_cfarを抽出する。 In FIG. 1, the CFAR unit 211 performs CFAR processing (for example, adaptive threshold determination) using the outputs of the Loc Doppler analysis units 210 of the first to Nath signal processing units 206, and Extract the distance index f b_cfar and Doppler frequency index f s_cfar that give the signal.

CFAR部211は、例えば、次式(40)のように、第1~第Na番目の信号処理部206のドップラ解析部210の出力VFTz noc(fb, fs)を電力加算し、距離軸とドップラ周波数軸(相対速度に相当)とからなる2次元のCFAR処理、又は、1次元のCFAR処理を組み合わせたCFAR処理を行う。2次元のCFAR処理又は1次元のCFAR処理を組み合わせたCFAR処理については、例えば、非特許文献2に開示された処理が適用されてよい。

Figure 2023141038000041
The CFAR unit 211 adds the power of the output VFT z noc (f b , f s ) of the Doppler analysis unit 210 of the first to Na-th signal processing units 206 as shown in the following equation (40), and calculates the distance. Performs two-dimensional CFAR processing consisting of an axis and Doppler frequency axis (corresponding to relative velocity), or CFAR processing that combines one-dimensional CFAR processing. For CFAR processing that is a combination of two-dimensional CFAR processing or one-dimensional CFAR processing, for example, the processing disclosed in Non-Patent Document 2 may be applied.
Figure 2023141038000041

CFAR部211は、適応的に閾値を設定し、閾値よりも大きい受信電力となる距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_cfar、及び、受信電力情報PowerFT(fb_cfar, fs_cfar)を符号化ドップラ多重分離部212に出力する。 The CFAR unit 211 adaptively sets a threshold and performs encoded Doppler multiplexing on the distance index f b_cfar , the Doppler frequency index f s_cfar , and the received power information PowerFT(f b_cfar , f s_cfar ) that result in received power greater than the threshold. It is output to the separation section 212.

なお、ドップラシフト量DOPndmを付与するための位相回転量φndmとして、例えば、式(5)を用いる場合、ドップラ解析部210の出力におけるドップラ周波数領域のドップラシフト量の間隔は等間隔となり、ドップラ周波数インデックスの間隔でドップラシフト量の間隔ΔFDを表すと、ΔFD=Ncode/NDMとなる。そのため、ドップラ解析部210の出力において、ドップラ周波数領域では、ドップラシフト多重される各信号に対して、ΔFDの間隔でピークがそれぞれ検出される。なお、位相回転量φndmとして、式(5)を用いる場合、Ncode及びNDMによってはΔFDが整数とならない場合がある。そのようなの場合には、後述する式(59)を用いることにより、ΔFDを整数値とすることができる。以下ではΔFDが整数値として受信処理動作の説明を行う。 Note that when, for example, equation (5) is used as the phase rotation amount φ ndm for giving the Doppler shift amount DOP ndm , the intervals of the Doppler shift amount in the Doppler frequency domain in the output of the Doppler analysis unit 210 are equal intervals, If the Doppler shift amount interval ΔFD is expressed by the Doppler frequency index interval, then ΔFD=Ncode/ NDM . Therefore, in the output of the Doppler analysis unit 210, peaks are detected at intervals of ΔFD for each signal subjected to Doppler shift multiplexing in the Doppler frequency domain. Note that when using equation (5) as the phase rotation amount φndm , ΔFD may not be an integer depending on Ncode and NDM . In such a case, ΔFD can be set to an integer value by using equation (59), which will be described later. In the following, the reception processing operation will be explained assuming that ΔFD is an integer value.

図12の(a)は、NDM=2の場合に3つのターゲットの反射波が存在する距離におけるドップラ解析部210の出力の一例を示す。例えば、図12の(a)に示すように、3つのターゲットの反射波がドップラ周波数インデックスf1、f2及びf3で観測される場合、当該反射波は、f1、f2及びf3それぞれに対して、ΔFDの間隔のドップラ周波数インデックス(例えば、f1-ΔFD、f2-ΔFD、f3-ΔFD+Ncode)においても観測される。 FIG. 12A shows an example of the output of the Doppler analysis unit 210 at a distance where reflected waves from three targets exist when N DM =2. For example, as shown in FIG. 12(a), when the reflected waves of three targets are observed at Doppler frequency indexes f1, f2, and f3, the reflected waves have ΔFD for each of f1, f2, and f3. (e.g., f1-ΔFD, f2-ΔFD, f3-ΔFD+Ncode).

したがって、CFAR部211は、ドップラ解析部210の各出力に対して、ドップラシフト量の間隔ΔFDの範囲で分割し、分割した各範囲に対して、次式(41)に示すように、ドップラシフト多重した各信号ピーク位置を合わせて電力加算(例えば、「ドップラ領域圧縮」と呼ぶ)した後に、CFAR処理(例えば、「ドップラ領域圧縮CFAR処理」と呼ぶ)を行ってよい。ここで、fs_comp=-ΔFD/2,~,- ΔFD/2-1である。例えば、ΔFD=Ncode/NDMの場合は、fs_comp =Ncode/(2NDM),~,Ncode/(2NDM)-1である。

Figure 2023141038000042
Therefore, the CFAR unit 211 divides each output of the Doppler analysis unit 210 into Doppler shift amount intervals ΔFD, and calculates the Doppler shift for each divided range as shown in the following equation (41). After combining the multiplexed signal peak positions and adding up the power (for example, referred to as "Doppler region compression"), CFAR processing (for example, referred to as "Doppler region compression CFAR processing") may be performed. Here, f s_comp =-ΔFD/2,~,- ΔFD/2-1. For example, if ΔFD=Ncode/N DM , f s_comp =Ncode/(2N DM ),~,Ncode/(2N DM )-1.
Figure 2023141038000042

ただし、式(41)において、

Figure 2023141038000043
の場合は、Ncodeを加えたドップラ周波数インデックスを用いる。 However, in equation (41),
Figure 2023141038000043
In this case, use Doppler frequency index plus Ncode.

同様に、式(41)において、

Figure 2023141038000044
の場合は、更に、Ncodeを減算したドップラ周波数インデックスを用いる。 Similarly, in equation (41),
Figure 2023141038000044
In this case, use the Doppler frequency index obtained by subtracting the Ncode.

これにより、CFAR処理のドップラ周波数範囲を1/NDMに圧縮でき、CFAR処理量を削減でき、かつ、回路構成の簡易化を図ることができる。また、CFAR部211では、NDM個のドップラシフト多重した各信号を電力加算できるため、SNR(Signal to Noise Ratio)を(NDM1/2程度改善でき、レーダ装置10におけるレーダ検知性能を向上できる。 As a result, the Doppler frequency range for CFAR processing can be compressed to 1/N DM , the amount of CFAR processing can be reduced, and the circuit configuration can be simplified. In addition, since the CFAR unit 211 can add the power of each N DM Doppler shift multiplexed signal, the SNR (Signal to Noise Ratio) can be improved by about (N DM ) 1/2 , and the radar detection performance of the radar device 10 can be improved. You can improve.

図12の(b)は、図12の(a)で示したドップラ解析部210の出力に対して、式(41)に示すドップラ領域圧縮処理を適用後の出力例を示す。図12の(b)に示すように、NDM=2の場合、CFAR部211は、ドップラ領域圧縮処理によって、ドップラ周波数インデックスf1の電力成分と、f1-ΔFDの電力成分とを加算して出力する。同様に、図12の(b)に示すように、CFAR部211は、ドップラ周波数インデックスf2の電力成分と、f2-ΔFDの電力成分とを加算して出力する。また、ドップラ周波数インデックスf3の電力成分について、f3-ΔFDが-Ncode/2よりも小さいため、CFAR部211は、ドップラ周波数インデックスf3の電力成分と、f3-ΔFD+Ncode(例えば、NDM=2の場合はf3+ΔFD)の電力成分とを加算して出力する。 FIG. 12(b) shows an example of the output after applying the Doppler region compression process shown in equation (41) to the output of the Doppler analysis unit 210 shown in FIG. 12(a). As shown in FIG. 12(b), when N DM =2, the CFAR unit 211 adds the power component of the Doppler frequency index f1 and the power component of f1-ΔFD by Doppler region compression processing and outputs the result. do. Similarly, as shown in FIG. 12(b), the CFAR unit 211 adds the power component of the Doppler frequency index f2 and the power component of f2-ΔFD and outputs the sum. Further, regarding the power component of the Doppler frequency index f3, since f3-ΔFD is smaller than -Ncode/2, the CFAR unit 211 combines the power component of the Doppler frequency index f3 with f3-ΔFD+Ncode (for example, N DM =2 In the case of , the power component of f3+ΔFD) is added and output.

ドップラ領域圧縮の結果、ドップラ周波数領域においてドップラ周波数インデックスfs_compの範囲は、-ΔFD/2以上,~, ΔFD/2-1以下(ΔFD=Ncode/NDM の場合、-Ncode/(2NDM)以上,~,Ncode/(2NDM)-1以下)に削減され、CFAR処理の範囲が圧縮されるので、CFAR処理の演算量を低減できる。また、図12において、例えば、3つのターゲットからの反射波は電力加算されるため信号成分のSNRが向上する。なお、ノイズ成分も電力合成されるため、SNRの改善効果は、例えば、(NDM1/2程度の改善となる。 As a result of Doppler domain compression, the range of the Doppler frequency index fs_comp in the Doppler frequency domain is -∆FD/2 or more, ~, ∆FD/2-1 or less (if ∆FD = Ncode/N DM , -Ncode/(2N DM ) or more) , ~, Ncode/(2N DM )-1 or less), and the range of CFAR processing is compressed, so the amount of calculations for CFAR processing can be reduced. Further, in FIG. 12, for example, the powers of reflected waves from three targets are added together, so that the SNR of the signal component is improved. Note that since the noise components are also power-combined, the SNR improvement effect is, for example, about (N DM ) 1/2 .

ドップラ領域圧縮CFAR処理を用いたCFAR部211は、例えば、適応的に閾値を設定し、閾値よりも大きい受信電力となる距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_comp_cfar、及び、NDM個のドップラ多重信号のドップラ周波数インデックス(fs_comp_cfar+(nfd-ceil(NDM/2)-1)×ΔFD)における受信電力情報PowerFT(fb_cfar, fs_comp_cfar+(nfd-ceil(NDM/2)-1)×ΔFD)、nfd=1,…,NDMを符号化ドップラ多重分離部212に出力する。 The CFAR unit 211 using Doppler region compression CFAR processing, for example, adaptively sets a threshold, and selects a distance index f b_cfar , a Doppler frequency index f s_comp_cfar , and N DM Doppler multiplexing for which the received power is larger than the threshold. Received power information PowerFT(f b_cfar , f s_comp_cfar +(nfd-ceil(N DM /2)-1) at the Doppler frequency index of the signal (f s_comp_cfar + (nfd-ceil(N DM /2)-1) × ΔFD) ×ΔFD), nfd=1,...,N DM is output to the encoded Doppler demultiplexer 212.

また、CFAR部211は、例えば、距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_comp_cfarをドップラ多重分離部213に出力する。 Further, the CFAR section 211 outputs, for example, the distance index f b_cfar and the Doppler frequency index f s_comp_cfar to the Doppler multiplexing/demultiplexing section 213 .

なお、ドップラシフト量DOPndmを付与するための位相回転量φndmは、式(5)に限定されない。例えば、ドップラシフト多重した各信号が、ドップラ解析部210から出力されるドップラ周波数領域において一定の間隔でそれぞれピークが検出される位相回転量φndmであれば、CFAR部211は、ドップラ領域圧縮CFAR処理を適用できる。 Note that the phase rotation amount φ ndm for providing the Doppler shift amount DOP ndm is not limited to equation (5). For example, if each signal subjected to Doppler shift multiplexing has a phase rotation amount φ ndm in which peaks are detected at regular intervals in the Doppler frequency domain output from the Doppler analysis unit 210, the CFAR unit 211 performs Doppler domain compression CFAR Processing can be applied.

例えば、等間隔ドップラシフト量設定を用いて、ΔfMinInterval=1/(Tr(NDM+Nint)LOC)が設定される場合、位相回転量φndmは、式(6)に従って設定され、ドップラシフト多重された各信号が、ドップラ解析部210から出力されるドップラ周波数領域においてΔFD=Ncode/(NDM+Nint)の間隔でそれぞれピークとして検出される。このような場合においても、CFAR部211は、ドップラ領域圧縮CFAR処理を適用できる。 For example, when Δf MinInterval =1/(Tr(N DM +N int )L OC ) is set using the equally spaced Doppler shift amount setting, the phase rotation amount φ ndm is set according to equation (6), Each signal subjected to Doppler shift multiplexing is detected as a peak at an interval of ΔFD=Ncode/(N DM +N int ) in the Doppler frequency domain output from the Doppler analysis unit 210. Even in such a case, the CFAR unit 211 can apply Doppler region compression CFAR processing.

次に、図1に示す符号化ドップラ多重分離部212の動作例について説明する。符号化ドップラ多重分離部212は、例えば、第1のドップラ解析部210の出力及び第2のドップラ解析部210の出力の双方を用いて、直線偏波(例えば、水平偏波及び垂直偏波)の信号を分離する。 Next, an example of the operation of the encoded Doppler demultiplexer 212 shown in FIG. 1 will be described. The encoded Doppler demultiplexer 212 uses, for example, both the output of the first Doppler analyzer 210 and the output of the second Doppler analyzer 210 to generate linearly polarized waves (for example, horizontally polarized waves and vertically polarized waves). Separate the signals.

なお、以下では、CFAR部211において、ドップラ領域圧縮CFAR処理を用いた場合の符号化ドップラ多重分離部212の処理の一例について説明する。 Note that, below, an example of the processing of the encoded Doppler multiplexer/demultiplexer 212 when the CFAR unit 211 uses Doppler region compression CFAR processing will be described.

符号化ドップラ多重分離部212は、CFAR部211の出力である距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_comp_cfar、及び、NDM個のドップラ多重信号のドップラ周波数インデックス(fs_comp_cfar+(nfd-ceil(NDM/2)-1)×ΔFD)における受信電力情報PowerFT(fb_cfar, fs_comp_cfar+(nfd-ceil(NDM/2)-1)×ΔFD)、nfd=1,~,NDMに基づいて、ドップラ解析部210の出力を用いて、符号化ドップラ多重送信された信号を分離し、送信アンテナ109の判別(例えば、判定又は識別とも呼ぶ)、及び、ドップラ周波数(例えば、ドップラ速度又は相対速度)の判別を行う。 The encoded Doppler demultiplexer 212 uses the distance index f b_cfar , the Doppler frequency index f s_comp_cfar , which are the outputs of the CFAR unit 211, and the Doppler frequency index (f s_comp_cfar +(nfd-ceil(N Based on the received power information PowerFT ( f b_cfar , f s_comp_cfar +(nfd-ceil(N DM /2)-1)×ΔFD), nfd=1,~,N DM , the output of the Doppler analysis unit 210 is used to separate the encoded Doppler multiplex-transmitted signals, determine the transmitting antenna 109 (for example, also referred to as determination or identification), and determine the Doppler frequency (for example, Doppler velocity or relative velocity). ).

上述したように、位相回転量設定部105の符号化部107は、最大等間隔ドップラシフト量設定を含む等間隔ドップラシフト量設定を用いた場合、例えば、NDM個の符号化ドップラ多重数NDOP_CODE(1), NDOP_CODE(2),…, NDOP_CODE(NDM)の全てをNCM個に設定せず、少なくとも1つの符号化ドップラ多重数をNCM個より小さい値に設定してよい。例えば、符号化ドップラ多重分離部212は、(1)符号分離処理を行い、符号化ドップラ多重数をNCM個より小さく設定した符号化ドップラ多重信号を検出し(例えば、多重送信に用いない未使用の符号化ドップラ多重信号を検出し)、折り返し判定を行う。その後、符号化ドップラ多重分離部212は、(2)折り返し判定結果に基づいて、多重送信に用いた符号化ドップラ多重信号のドップラ符号分離処理を行う。 As described above, when using the evenly spaced Doppler shift amount setting including the maximum equally spaced Doppler shift amount setting, the encoding section 107 of the phase rotation amount setting section 105 uses N DM encoded Doppler multiplex numbers N, for example. DOP_CODE (1), N DOP_CODE (2),…, N DOP_CODE (N DM ) may not all be set to N CM , but at least one encoded Doppler multiplex number may be set to a value smaller than N CM . . For example, the coded Doppler demultiplexer 212 (1) performs code demultiplexing processing, detects a coded Doppler multiplex signal in which the number of coded Doppler multiplexes is set to be smaller than N CM (for example, an unused signal that is not used for multiplex transmission); (detects the encoded Doppler multiplex signal used) and performs aliasing determination. Thereafter, the coded Doppler demultiplexer 212 performs Doppler code demultiplexing processing on the coded Doppler multiplex signal used for multiplex transmission, based on (2) the aliasing determination result.

以下、上述した符号化ドップラ多重分離部212における処理(1)及び(2)についてそれぞれ説明する。 Processes (1) and (2) in the above-mentioned encoded Doppler multiplexer/demultiplexer 212 will be explained below.

<(1)折り返し判定処理(未使用の符号化ドップラ多重信号の検出処理)>
符号化ドップラ多重分離部212は、例えば、想定するターゲットのドップラ範囲を±1/(2Tr)としてドップラ折り返し判定処理を行う。
<(1) Return determination processing (detection processing of unused encoded Doppler multiplex signal)>
The encoded Doppler multiplexer/demultiplexer 212 performs Doppler aliasing determination processing, for example, with the Doppler range of the assumed target set to ±1/(2Tr).

ここで、例えば、Ncodeが2のべき乗値である場合、ドップラ解析部210は、符号要素毎にFFT処理を適用するので、(Loc×Tr)周期で、ビート周波数解析部208からの出力を用いてFFT処理を行う。このため、ドップラ解析部210においてサンプリング定理によって折り返しが発生しないドップラ範囲は±1/(2Loc×Tr)である。このドップラ範囲±1/(2Loc×Tr)を、さらにドップラ多重数NDMを用いてドップラ多重を行う。このため、符号化ドップラ多重分離部212は、ドップラ多重による折り返しが発生しないドップラ範囲±1/(2Loc×NDM×Tr)に対して、Loc×NDM倍のドップラ範囲±1/(2Tr)までを想定して折り返し判定処理を行う。 Here, for example, if Ncode is a power of 2, the Doppler analysis unit 210 applies FFT processing to each code element, so the Doppler analysis unit 210 uses the output from the beat frequency analysis unit 208 at a period of (Loc×Tr). Perform FFT processing. Therefore, the Doppler range in which aliasing does not occur in the Doppler analysis unit 210 according to the sampling theorem is ±1/(2Loc×Tr). This Doppler range ±1/(2Loc×Tr) is further subjected to Doppler multiplexing using the Doppler multiplexing number N DM . Therefore, the encoded Doppler demultiplexer 212 divides the Doppler range ±1/(2Tr), which is multiplied by Loc×N DM , from the Doppler range ±1/(2Loc×N DM ×Tr) in which aliasing due to Doppler multiplexing does not occur. The loopback determination process is performed assuming the above.

ここでは、一例として、Nt=3とし、ドップラ多重数NDM=2、符号多重数NCM=2を用いる場合について説明する。ここで、ドップラシフト量DOPndmを付与するための位相回転量φndmは、一例として、最大等間隔ドップラシフト量設定に基づく式(5)のように割り当てられる。この場合、ドップラシフト量DOP1を付与する位相回転量φ1=0、及び、ドップラシフト量DOP2を付与する位相回転量φ2=πとなる。また、符号化部107は、符号長Loc=2の2個の直交符号Code1={1,1}、Code2={j,-j}を用いる。また、図13の(a)に示すように、NDOP_CODE(1)=2、NDOP_CODE(2)=1を用いる。 Here, as an example, a case will be described in which Nt=3, Doppler multiplexing number N DM =2, and code multiplexing number N CM =2. Here, the phase rotation amount φ ndm for providing the Doppler shift amount DOP ndm is assigned as shown in equation (5) based on the maximum equidistant Doppler shift amount setting, as an example. In this case, the phase rotation amount φ 1 that provides the Doppler shift amount DOP 1 = 0, and the phase rotation amount φ 2 = π that provides the Doppler shift amount DOP 2 . Furthermore, the encoding unit 107 uses two orthogonal codes Code 1 ={1, 1} and Code 2 ={j, -j} with code length Loc=2. Further, as shown in FIG. 13(a), N DOP_CODE (1)=2 and N DOP_CODE (2)=1 are used.

この場合、符号化ドップラ多重分離部212は、符号化ドップラ多重による折り返しが発生しないドップラ範囲±1/(2Loc×NDM×Tr)=±1/(8Tr)に対し、4倍(=Loc×NDM倍)のドップラ範囲±1/(2Tr)までを想定して折り返し判定処理を行う。 In this case, the coded Doppler demultiplexer 212 divides the Doppler range ±1/(2Loc×N DM The aliasing determination process is performed assuming a Doppler range of ±1/(2Tr) of N DM times).

ここで、CFAR部211において抽出される距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_comp_cfarに対応するドップラ解析部210の出力であるドップラ成分VFT noc(fb_cfar,fs_comp_cfar)には、例えば、±1/(2Tr)のドップラ範囲において、図14における(a)及び(b)に示すような折り返しを含むドップラ成分が含まれる可能性がある。 Here, the Doppler component VFT z noc (f b_cfar , f s_comp_cfar ), which is the output of the Doppler analysis unit 210 corresponding to the distance index f b_cfar and the Doppler frequency index f s_comp_cfar extracted in the CFAR unit 211, has ±1, for example. In the Doppler range of /(2Tr), Doppler components including aliasing as shown in (a) and (b) in FIG. 14 may be included.

例えば、図14における(a)に示すように、fs_comp_cfar<0の場合、±1/(2Tr)のドップラ範囲において、fs_comp_cfar-Ncode/NDM、fs_comp_cfar、fs_comp_cfar+Ncode/NDM、及びfs_comp_cfar +2Ncode/NDMの4(=Loc×NDM)通りのドップラ成分の可能性がある(ΔFD=Ncode/NDMを用いて、それぞれfs_comp_cfar-ΔFD、fs_comp_cfar、fs_comp_cfar+ΔFD、及びfs_comp_cfar +2ΔFDとも表すことができる。)。 For example, as shown in (a) in FIG. 14, when f s_comp_cfar <0, in the Doppler range of ±1/(2Tr), f s_comp_cfar -Ncode/N DM , f s_comp_cfar , f s_comp_cfar +Ncode/N DM , and f s_comp_cfar +2Ncode/N DM , there are 4 (=Loc×N DM ) possible Doppler components (using ΔFD=Ncode/N DM , f s_comp_cfar -ΔFD, f s_comp_cfar , f s_comp_cfar +ΔFD, respectively) , and f s_comp_cfar +2ΔFD).

また、例えば、図14における(b)に示すように、fs_comp_cfar>0の場合、±1/(2Tr)のドップラ範囲において、fs_comp_cfar -2Ncode/NDM、fs_comp_cfar -Ncode/NDM、fs_comp_cfar、及び、fs_comp_cfar +Ncode/NDM、の4(=Loc×NDM)通りのドップラ成分の可能性がある(ΔFD=Ncode/NDM を用いて、それぞれfs_comp_cfar-2ΔFD、fs_comp_cfar-ΔFD、fs_comp_cfar、及びfs_comp_cfar +ΔFDとも表すことができる。)。fs_comp_cfarに対し、これらの可能性のあるドップラ成分(4(=Loc×NDM)通り)をfs_comp_cfarに対する「ドップラ成分候補」と呼ぶ。以下では、このような4(=Loc×NDM)通りのドップラ成分候補が存在する各ドップラ領域に対し、図14に示すようなドップラ折り返し範囲を示すインデックス「Dr」を用いて表記する。Drはドップラ折り返し範囲を示すインデックスであり、例えば、Dr∈{-ceil(Loc×NDM/2),…, ceil(Loc×NDM/2)-1}の範囲の整数値を用いる。図14において、Dr=-2,~,1である。なお、Dr=0の領域はドップラ折り返しがない領域であり、Dr≠0の領域はドップラ折り返しが発生する領域であることを示す。また、Drの絶対値が大きいほどDr=0で示すドップラ領域から離れたドップラ領域であることを示す。 For example, as shown in (b) in FIG. 14, when f s_comp_cfar >0, in the Doppler range of ±1/(2Tr), f s_comp_cfar -2Ncode/N DM , f s_comp_cfar -Ncode/N DM , f There are four possible Doppler components (=Loc×N DM ) of s_comp_cfar and f s_comp_cfar +Ncode/N DM (using ΔFD=Ncode/N DM , f s_comp_cfar -2ΔFD and f s_comp_cfar -, respectively). It can also be expressed as ΔFD, f s_comp_cfar , and f s_comp_cfar +ΔFD). These possible Doppler components (4 (=Loc×N DM ) ways) for f s_comp_cfar are called “Doppler component candidates” for f s_comp_cfar . In the following, each Doppler region in which four (=Loc×N DM ) Doppler component candidates exist will be expressed using an index “D r ” indicating the Doppler folding range as shown in FIG. 14 . D r is an index indicating the Doppler folding range, for example, an integer value in the range of D r ∈{-ceil(Loc×N DM /2),…, ceil(Loc×N DM /2)-1} is used. . In FIG. 14, D r =-2,~,1. Note that an area where D r =0 is an area where Doppler aliasing does not occur, and an area where D r ≠0 is an area where Doppler aliasing occurs. Further, the larger the absolute value of D r is, the farther the Doppler region is from the Doppler region indicated by D r =0.

符号化ドップラ多重分離部212は、図14に示すような±1/(2Tr)のドップラ範囲において、折り返しを含む4(=Loc×NDM)通りのドップラ成分に対応した位相変化を補正して、符号化ドップラ多重数をNCM個より小さく設定した符号化ドップラ多重信号(例えば未使用の符号化ドップラ多重信号)の符号化ドップラ多重分離処理を行う。 The encoded Doppler demultiplexer 212 corrects phase changes corresponding to 4 (=Loc×N DM ) Doppler components including aliasing in a Doppler range of ±1/(2Tr) as shown in FIG. , performs coded Doppler multiplex demultiplexing processing on a coded Doppler multiplex signal (for example, an unused coded Doppler multiplex signal) with the number of coded Doppler multiplexes set to be smaller than N CM .

そして、符号化ドップラ多重分離部212は、未使用の符号化ドップラ多重信号を符号化ドップラ多重分離処理して得られた成分の受信電力に基づいて、各ドップラ成分候補について真のドップラ成分か否かを判定する。 Then, the coded Doppler demultiplexer 212 determines whether each Doppler component candidate is a true Doppler component based on the received power of the component obtained by performing coded Doppler demultiplex processing on the unused coded Doppler multiplex signal. Determine whether

例えば、符号化ドップラ多重分離部212は、fs_comp_cfarに対するドップラ成分候補のうち、未使用の符号化ドップラ多重信号に基づいて符号化ドップラ多重分離処理して得られた成分の受信電力が最小のドップラ成分を検出し、検出したドップラ成分を真のドップラ成分と判定してよい。例えば、符号化ドップラ多重分離部212は、fs_comp_cfarに対するドップラ成分候補のうち、最小の受信電力と異なる他の受信電力のドップラ成分を偽のドップラ成分と判定してよい。 For example, the coded Doppler demultiplexer 212 selects the Doppler component whose received power is the smallest, obtained by performing coded Doppler demultiplexing processing based on the unused coded Doppler multiplex signal, among the Doppler component candidates for f s_comp_cfar . The detected Doppler component may be determined to be a true Doppler component. For example, the encoded Doppler demultiplexer 212 may determine, among the Doppler component candidates for f s_comp_cfar , a Doppler component with a received power different from the minimum received power as a false Doppler component.

この折り返し判定処理により、±1/(2Tr)のドップラ範囲における曖昧性を解決できる。また、この折り返し判定処理により、ドップラ多重による折り返しが発生しないドップラ範囲±1/(2Loc×NDM×Tr)=±1/(8Tr)と比較して、曖昧性なくドップラ周波数を検出できる範囲を、-1/(2Tr)以上、かつ、1/(2Tr)未満の範囲に拡大できる。 This aliasing determination process can resolve ambiguity in the Doppler range of ±1/(2Tr). In addition, through this aliasing determination process, the range in which the Doppler frequency can be detected without ambiguity can be determined by comparing it with the Doppler range ±1/(2Loc×N DM ×Tr)=±1/(8Tr) in which aliasing due to Doppler multiplexing does not occur. , -1/(2Tr) or more and less than 1/(2Tr).

これは、未使用の符号化ドップラ多重信号に基づいて符号化ドップラ多重分離することにより、例えば、真のドップラ成分については、当該ドップラ成分の位相変化が正しく補正され、多重送信に用いた符号化ドップラ多重信号と未使用の符号化ドップラ多重信号との間の直交性が維持される。よって、多重送信に用いた符号化ドップラ多重信号符号と未使用の符号化ドップラ多重信号とは無相関となり、受信電力はノイズレベル程度となる。 By demultiplexing coded Doppler multiplexed signals based on unused coded Doppler multiplex signals, for example, for true Doppler components, the phase change of the Doppler component is correctly corrected, and the coded Doppler signals used for multiplex transmission are Orthogonality between the Doppler multiplex and the unused encoded Doppler multiplex is maintained. Therefore, the encoded Doppler multiplex signal code used for multiplex transmission and the unused encoded Doppler multiplex signal have no correlation, and the received power becomes approximately the noise level.

一方、例えば、偽のドップラ成分については、当該ドップラ成分の位相変化が誤って補正され、多重送信に用いた符号化ドップラ多重信号と未使用の符号化ドップラ多重信号との間の直交性は維持されない。よって、多重送信に用いた符号化ドップラ多重信号符号と未使用の符号化ドップラ多重信号と相関成分(干渉成分)が発生し、例えば、ノイズレベルよりも大きい受信電力が検出され得る。よって、上述したように、符号化ドップラ多重分離部212は、未使用の符号化ドップラ多重信号に基づいて符号化ドップラ多重分離されたfs_comp_cfarに対するドップラ成分候補のうち、受信電力が最小のドップラ成分を真のドップラ成分と判定し、最小の受信電力と異なる受信電力の他のドップラ成分を偽のドップラ成分であると判定してよい。 On the other hand, for example, for a false Doppler component, the phase change of the Doppler component is incorrectly corrected, and the orthogonality between the coded Doppler multiplex signal used for multiplex transmission and the unused coded Doppler multiplex signal is maintained. Not done. Therefore, a correlation component (interference component) occurs between the coded Doppler multiplex signal code used for multiplex transmission and the unused coded Doppler multiplex signal, and for example, received power greater than the noise level may be detected. Therefore, as described above, the coded Doppler demultiplexer 212 selects the Doppler component with the minimum received power among the Doppler component candidates for f s_comp_cfar that has been subjected to coded Doppler demultiplexing based on the unused coded Doppler multiplex signal. may be determined to be a true Doppler component, and other Doppler components having received power different from the minimum received power may be determined to be false Doppler components.

例えば、符号化ドップラ多重分離部212は、各アンテナ系統処理部201におけるドップラ解析部210の出力に基づいて、fs_comp_cfarに対するドップラ成分候補の各ドップラ成分に応じた位相変化を補正し、未使用の符号化ドップラ多重信号を用いた符号分離後の受信電力PDAR(fb_cfar,fs_comp_cfar,Dr, nuc,nud)を、式(42)に従って算出する。 For example, the encoded Doppler demultiplexer 212 corrects the phase change according to each Doppler component of the Doppler component candidates for f s_comp_cfar based on the output of the Doppler analyzer 210 in each antenna system processor 201, and The received power P DAR (f b_cfar , f s_comp_cfar , Dr , nuc,nud) after code separation using the coded Doppler multiplexed signal is calculated according to equation (42).

ここで、nuc,nudは未使用の符号化ドップラ多重信号となる直交符号のインデックスとドップラ多重信号のインデックスを表す。例えば、図13の(b)の場合は、未使用の符号化ドップラ多重信号は、図中の×印で示されており、Code2が符号割り当てられ、DOP1のドップラシフト量が割り当てられている。従って、未使用の符号化ドップラ多重信号が割り当てられている直交符号のインデックスnuc=2, nud=1となる。 Here, nuc,nud represent the index of the orthogonal code and the index of the Doppler multiplex signal, which are unused coded Doppler multiplex signals. For example, in the case of (b) in FIG. 13, the unused coded Doppler multiplex signal is indicated by an x in the figure, and is assigned a code of Code 2 and a Doppler shift amount of DOP 1 . There is. Therefore, the index of the orthogonal code to which the unused coded Doppler multiplex signal is assigned is nuc=2, nud=1.

以下では、符号化ドップラ多重信号に用いられる直交符号のインデックスとドップラ多重信号のインデックスの組を「DCI(直交符号のインデックス, ドップラ多重信号のインデックス)」として記載する。DCI(nuc,nud)は、例えば、未使用の符号化ドップラ多重信号が割り当てられる直交符号のインデックスとドップラ多重信号のインデックスを表す。例えば、図13の(b)の場合、未使用の符号化ドップラ多重信号は、DCI(2,1)に割り当てられる。同様に、例えば、図4の(a)の場合、未使用の符号化ドップラ多重信号は、DCI(2, 3)とDCI(2,4)に割り当てられる。

Figure 2023141038000045
In the following, a set of an orthogonal code index and a Doppler multiplex signal index used for a coded Doppler multiplex signal will be described as "DCI (orthogonal code index, Doppler multiplex signal index)." DCI(nuc, nud) represents, for example, an index of an orthogonal code to which an unused coded Doppler multiplex signal is assigned and an index of the Doppler multiplex signal. For example, in the case of FIG. 13(b), the unused encoded Doppler multiplex signal is assigned to DCI (2,1). Similarly, for example, in the case of (a) in FIG. 4, unused encoded Doppler multiplex signals are assigned to DCI(2, 3) and DCI(2, 4).
Figure 2023141038000045

ここで、Yz(fb_cfar,fs_comp_cfar,Dr, nuc,nud)は、次式(43)のようにz番目のアンテナ系統処理部201におけるドップラ解析部210の出力に基づいて、fs_comp_cfarに対するドップラ成分候補の各ドップラ成分に応じた位相変化を補正し、DCI(nuc,nud)が割り当てられている未使用の符号化ドップラ多重信号を分離した後の受信信号である。

Figure 2023141038000046
Here, Y z (f b_cfar , f s_comp_cfar , Dr , nuc,nud) is calculated based on the output of the Doppler analysis unit 210 in the z- th antenna system processing unit 201 as shown in the following equation (43). This is the received signal after correcting the phase change according to each Doppler component of the Doppler component candidates for and separating the unused encoded Doppler multiplexed signal to which DCI (nuc, nud) is assigned.
Figure 2023141038000046

式(42)及び式(43)では、DCI(nuc,nud)が割り当てられた未使用の符号化ドップラ多重信号を分離するため、z番目のアンテナ系統処理部201におけるドップラ解析部210の出力VFTALLz(fb_cfar,fs_comp_cfar,Dr, nud)に対して、未使用直交符号Codenucを用いた符号分離後の受信電力が算出され、全てのアンテナ系統処理部201に対し、それらの電力の総和が算出される。これにより、受信信号レベルが低い場合でも、折り返し判定精度を向上できる。ただし、式(42)の代わりに、一部のアンテナ系統処理部201におけるドップラ解析部210の出力に対して、未使用の符号化ドップラ多重信号分離後の受信電力が算出されてもよい。この場合でも、例えば、受信信号レベルが十分高い範囲では、折り返し判定の精度を保ちつつ、演算処理量を削減できる。 In equations (42) and (43), in order to separate the unused coded Doppler multiplex signal to which DCI(nuc, nud) is assigned, the output VFTALL of the Doppler analysis unit 210 in the z-th antenna system processing unit 201 For z (f b_cfar , f s_comp_cfar , Dr , nud), the received power after code separation using the unused orthogonal code Code nuc is calculated, and the received power is calculated for all antenna system processing units 201. The sum is calculated. Thereby, even when the received signal level is low, the accuracy of aliasing determination can be improved. However, instead of formula (42), the received power after demultiplexing the unused encoded Doppler multiplexed signal may be calculated for the output of the Doppler analysis unit 210 in some of the antenna system processing units 201. Even in this case, for example, in a range where the received signal level is sufficiently high, the amount of calculation processing can be reduced while maintaining the accuracy of the aliasing determination.

なお、式(42)及び式(43)において、Drはドップラ折り返し範囲を示すインデックスであり、例えば、Dr∈{-ceil(Loc×NDM/2),~, ceil(Loc×NDM/2)-1}の範囲の整数値をとる。 Note that in equations (42) and (43), D r is an index indicating the Doppler folding range; for example, D r ∈{-ceil(Loc×N DM /2),~, ceil(Loc×N DM Takes an integer value in the range /2)-1}.

また、式(43)において、

Figure 2023141038000047
は、要素数が等しいベクトル同士の要素毎の積を表す。例えば、n次ベクトルA=[a1,..,an]及びB=[b1,..,bn]に対して、要素毎の積は以下の式(44)で表される。
Figure 2023141038000048
Also, in equation (43),
Figure 2023141038000047
represents the element-wise product of vectors with the same number of elements. For example, for n-dimensional vectors A=[a 1 ,..,a n ] and B=[b 1 ,..,b n ], the product of each element is expressed by the following equation (44).
Figure 2023141038000048

また、式(43)において、上付き添え字Tはベクトル転置を表し、上付き添え字*(アスタリスク)は複素共役演算子を表す。 Furthermore, in equation (43), the superscript T represents vector transposition, and the superscript * (asterisk) represents a complex conjugate operator.

式(43)において、α(fs_comp_cfar,Dr)は「ドップラ位相補正ベクトル」を表す。ドップラ位相補正ベクトルα(fs_comp_cfar,Dr)は、例えば、CFAR部211において抽出されたドップラ周波数インデックスfs_comp_cfarが、ドップラ折り返しを含まないドップラ解析部210の出力範囲(例えば、ドップラ範囲)とする場合に、ドップラ折り返し範囲DrでのLoc個のドップラ解析部210間におけるドップラ解析の時間差に起因するドップラ位相回転を補正する。 In Equation (43), α(f s_comp_cfar , Dr ) represents a “Doppler phase correction vector”. For example, the Doppler phase correction vector α(f s_comp_cfar , Dr ) is set such that the Doppler frequency index f s_comp_cfar extracted in the CFAR unit 211 is the output range of the Doppler analysis unit 210 (for example, Doppler range) that does not include Doppler folding. In this case, the Doppler phase rotation caused by the time difference in Doppler analysis between the Loc Doppler analysis units 210 in the Doppler return range Dr is corrected.

例えば、ドップラ位相補正ベクトルα(fs_comp_cfar,Dr)は、次式(45)のように表される。式(45)に示すドップラ位相補正ベクトルα(fs_comp_cfar,Dr)は、例えば、第1番のドップラ解析部210の出力VFT 1(fb_cfar, fs_comp_cfar)のドップラ解析時間を基準として、第2番のドップラ解析部210の出力VFT 2(fb_cfar, fs_comp_cfar)から第Loc番のドップラ解析部VFT Loc(fb_cfar, fs_comp_cfar)のそれぞれにおけるTr,2Tr,~,(Loc-1)Trの時間遅れにより生じるドップラ周波数インデックスfs_comp_cfarのドップラ折り返し範囲Drにおけるドップラ成分での位相回転を補正するドップラ位相補正係数を要素とするベクトルである。なお、式(45)における、DrNcode/NDMの項は、ΔFD=Ncode/NDMを用いて、DrΔFDとも表記できる。従って、ΔFD=Ncode/NDMに限らず適用できる。

Figure 2023141038000049
For example, the Doppler phase correction vector α(f s_comp_cfar , Dr ) is expressed as in the following equation (45). The Doppler phase correction vector α (f s_comp_cfar , Dr ) shown in equation (45) is, for example, based on the Doppler analysis time of the output VFT z 1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) of the first Doppler analysis unit 210. Tr , 2Tr , , ( Loc- 1) This is a vector whose elements are Doppler phase correction coefficients that correct the phase rotation in the Doppler component in the Doppler folding range Dr of the Doppler frequency index f s_comp_cfar caused by the time delay of the Tr. Note that the term D r N code /N DM in Equation (45) can also be written as D r ΔFD using ΔFD=N code/N DM . Therefore, it is applicable not only to ΔFD=Ncode/ NDM .
Figure 2023141038000049

このようなドップラ位相補正ベクトルα(fs_comp_cfar, Dr)による位相補正は、fs_comp_cfarに対するドップラ成分候補における各ドップラ成分に応じた位相変化を補正することに対応している。 Such phase correction using the Doppler phase correction vector α (f s_comp_cfar , Dr ) corresponds to correcting a phase change according to each Doppler component in the Doppler component candidates for f s_comp_cfar .

また、式(43)において、VFTALLz(fb_cfar, fs_comp_cfar, D,nud)は、例えば、次式(46)のように、第z番のアンテナ系統処理部201におけるLoc個のドップラ解析部210の出力VFT noc(fb, fs)のうち、CFAR部211において抽出された距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_comp_cfarに対応して、ドップラ折り返し範囲Drにおいて、DCI(nuc,ndu)が割り当てられている未使用の符号化ドップラ多重信号のドップラ多重信号を抽出した成分をベクトル形式で表したものである。ただし、noc=1,~,Locであり、Dr={-ceil(Loc×NDM/2),~, ceil(Loc×NDM/2)-1}の範囲の整数値をとる。

Figure 2023141038000050
In addition, in equation (43), VFTALL z (f b_cfar , f s_comp_cfar , D r , nud) is the Loc number of Doppler analyzes in the z-th antenna system processing unit 201, for example, as shown in the following equation (46). DCI ( nuc , _ _ _ This is a vector representation of the extracted components of the unused coded Doppler multiplex signal to which the coded Doppler multiplex signal (ndu) is assigned. However, noc=1,~,Loc, and takes an integer value in the range of D r ={-ceil(Loc×N DM /2),~, ceil(Loc×N DM /2)-1}.
Figure 2023141038000050

式(46)において、NcodeFR(Dr, nud)/NDMは、ドップラ折り返し範囲Drにおいて、nud番目のドップラ多重信号の、fs_comp_cfarに対するドップラインデックスのオフセット値を表す。なお、式(46)における、NcodeFR(Dr, nud)/NDMの項は、ΔFD=Ncode/NDM を用いて、FR(Dr, nud) ΔFDとも表記できる。従って、ΔFD=Ncode/NDMに限らず適用できる。ここで、ndm=1,~, NDMである。 In Equation (46), N code FR (D r , nud)/N DM represents the offset value of the Doppler index of the nud-th Doppler multiplexed signal with respect to f s_comp_cfar in the Doppler folding range D r . Note that the term N code FR (D r , nud)/N DM in equation (46) can also be written as FR (D r , nud) ΔFD using ΔFD=N code/N DM . Therefore, it is applicable not only to ΔFD=Ncode/ NDM . Here, ndm=1,~, N DM .

FR(Dr, nud)は、ドップラ折り返し範囲Drと、ドップラシフト量DOP1 、DOP、~、 DOPN_DMを付与する位相回転量φ1、φ、~、φN_DMが定まれば予め設定可能である。そのため、例えば、符号化ドップラ多重分離部212は、ドップラ折り返し範囲Dr及び位相回転量と、FR(Dr, nud)との対応関係をテーブル化し、ドップラ折り返し範囲Dr及び位相回転量に基づいて、FR(Dr, nud)を読み出してもよい。また、例えば、ドップラシフト量DOP1 、DOP、~、 DOPN_DMを付与する位相回転量φ1、φ、~、φN_DMが-π≦φ12<…<φN_DM<πを満たす場合、FR(Dr, nud)を次式(47)のように表すことができる。

Figure 2023141038000051
F R (D r , nud) is calculated once the Doppler folding range D r and the phase rotation amount φ 1 , φ 2 , ~, φ N_DM that gives the Doppler shift amount DOP 1 , DOP 2 , ~, DOP N_DM are determined. Can be set in advance. Therefore, for example, the encoded Doppler demultiplexer 212 creates a table of the correspondence between the Doppler aliasing range Dr and the amount of phase rotation, and F R (D r , nud), and calculates the correspondence between the Doppler aliasing range Dr and the amount of phase rotation. Based on this, F R (D r , nud) may be read. Also, for example, the phase rotation amounts φ 1 , φ 2 , ~, φ N_DM that give the Doppler shift amounts DOP 1 , DOP 2 , ~, DOP N_DM satisfy -π≦φ 12 <...<φ N_DM <π If satisfied, F R (D r , nud) can be expressed as in the following equation (47).
Figure 2023141038000051

例えば、符号化ドップラ多重分離部212は、式(42),式(43)に従って、DCI(nuc,nud)が割り当てられる未使用の符号化ドップラ多重信号を用いた符号分離後の受信電力PDAR(fb_cfar,fs_comp_cfar,Dr, nuc,nud)を、各Dr∈{-ceil(Loc×NDM/2),…, ceil(Loc×NDM/2)-1}の範囲においてそれぞれ算出する。 For example, the coded Doppler demultiplexer 212 uses the unused coded Doppler multiplexed signal to which DCI(nuc, nud) is assigned according to equations (42) and (43) to generate the received power P DAR after code separation. (f b_cfar , f s_comp_cfar , Dr , nuc,nud) respectively in the range of each Dr ∈{-ceil(Loc×N DM /2),…, ceil(Loc×N DM /2)-1} calculate.

そして、符号化ドップラ多重分離部212は、各Drの範囲のうち、受信電力PDAR(fb_cfar,fs_comp_cfar,Dr, nuc,nud)が最小となるDrを検出する。以下では、次式(48)に示すように、各Drの範囲のうち、受信電力PDAR(fb_cfar,fs_comp_cfar,Dr, nuc,nud)が最小となるDrを「Drmin」と表す。

Figure 2023141038000052
Then, the encoded Doppler multiplexer/demultiplexer 212 detects the Dr whose received power P DAR (f b_cfar , f s_comp_cfar , Dr , nuc, nud) is the minimum among the ranges of each Dr. In the following, as shown in the following equation (48), the D r for which the received power P DAR (f b_cfar , f s_comp_cfar , D r , nuc, nud) is the minimum within the range of each D r is referred to as "D rmin ". Expressed as
Figure 2023141038000052

なお、未使用の符号化ドップラ多重信号が複数ある場合、符号化ドップラ多重分離部212は、受信電力PDAR(fb_cfar,fs_comp_cfar,Dr, nuc,nud)の代わりに、次式(49)のように、全ての未使用直交符号を用いた符号分離後の受信電力PallDAR(fb_cfar,fs_comp_cfar,Dr)を用いてもよい。

Figure 2023141038000053
Note that when there are multiple unused coded Doppler multiplex signals, the coded Doppler demultiplexer 212 uses the following formula ( 49 ), the received power Pall DAR (f b_cfar , f s_comp_cfar , Dr ) after code separation using all unused orthogonal codes may be used.
Figure 2023141038000053

全ての未使用直交符号を用いた符号分離後の受信電力を求めることで、受信信号レベルが低い場合でも、折り返し処理の精度を向上できる。 By determining the received power after code separation using all unused orthogonal codes, the accuracy of the folding process can be improved even when the received signal level is low.

例えば、符号化ドップラ多重分離部212は、各Dr∈{-ceil(Loc×NDM/2),~, ceil(Loc×NDM/2)-1}の範囲においてPallDAR(fb_cfar,fs_comp_cfar,Dr)を算出し、PallDAR(fb_cfar,fs_comp_cfar,Dr)が最小となるDr(例えば、Drmin)を検出する。例えば、式(49)を用いる場合、以下では、次式(50)に示すように、各Drの範囲において最小となる受信電力を与えるDrを「Drmin」と表す。

Figure 2023141038000054
For example , the encoded Doppler demultiplexer 212 performs Pall DAR ( f b_cfar , f s_comp_cfar , Dr ) is calculated, and Dr (for example, Drmin ) with which Pall DAR (f b_cfar , f s_comp_cfar , Dr ) is minimized is detected. For example, when using equation (49), below, as shown in equation (50) below, Dr that provides the minimum received power in the range of each Dr is expressed as "D rmin ".
Figure 2023141038000054

また、符号化ドップラ多重分離部212は、例えば、DCI(nuc,nud)が割り当てられる未使用の符号化ドップラ多重信号を用いた符号分離後の最小受信電力PallDAR(fb_cfar,fs_comp_cfar,Drmin)と、CFAR部211においてドップラシフト多重した各信号ピーク位置を合わせて電力加算した式(41)の受信電力PowerFT_comp(fb_cfar,fs_comp_cfar)とを比較して、折り返し判定の確からしさを判定(例えば、測定)する処理を行ってもよい。この場合、符号化ドップラ多重分離部212は、例えば、次式(51)及び式(52)に従って、折り返し判定の確からしさを判定してもよい。

Figure 2023141038000055
Figure 2023141038000056
Further, the coded Doppler demultiplexer 212 generates the minimum received power Pall DAR (f b_cfar , f s_comp_cfar , D rmin ) and the received power PowerFT_comp(f b_cfar , f s_comp_cfar ) of equation (41), which is obtained by adding the power of each signal peak position Doppler shift-multiplexed in the CFAR unit 211, the certainty of the aliasing judgment is determined. (for example, measurement) may be performed. In this case, the encoded Doppler multiplexer/demultiplexer 212 may determine the probability of aliasing determination, for example, according to the following equations (51) and (52).
Figure 2023141038000055
Figure 2023141038000056

例えば、符号化ドップラ多重分離部212は、CFAR部211において抽出された距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_comp_cfarにおけるPowerFT_comp(fb,fs_comp_cfar)に所定値ThresholdDRを乗算した値よりも、DCI(nuc,nud)が割り当てられている未使用の符号化ドップラ多重信号を用いた符号分離後の最小受信電力PallDAR(fb_cfar,fs_comp_cfar,Drmin)が小さい場合(例えば、式(51))、折り返し判定が十分に確からしいと判定する。この場合、レーダ装置10は、例えば、以降の処理(例えば、符号分離処理)を行ってもよい。 For example, the encoded Doppler multiplexer / demultiplexer 212 determines that DCI When the minimum received power Pall DAR (f b_cfar , f s_comp_cfar , Drmin ) after code separation using an unused coded Doppler multiplexed signal to which (nuc, nud) is assigned is small (for example, Equation (51) ), it is determined that the loopback determination is sufficiently probable. In this case, the radar device 10 may perform subsequent processing (for example, code separation processing), for example.

一方、例えば、符号化ドップラ多重分離部212は、PowerFT_comp(fb,fs_comp_cfar)に、ThresholdDRを乗算した値よりも、DCI(nuc,nud)が割り当てられている未使用の符号化ドップラ多重信号を用いた符号分離後の最小受信電力PallDAR(fb_cfar,fs_comp_cfar,Drmin)が等しい又は大きい場合(例えば、式(52))、折り返し判定の精度が十分ではなく、折り返し判定の信頼性が低い(例えば、ノイズ成分)と判定する。この場合、レーダ装置10は、例えば、以降の処理(例えば、符号分離処理)を行わなくてもよい。 On the other hand, for example, the coded Doppler demultiplexer 212 selects the unused coded Doppler multiplexer to which DCI(nuc, nud) is assigned, rather than the value obtained by multiplying PowerFT_comp(f b , f s_comp_cfar ) by Threshold DR . If the minimum received power Pall DAR (f b_cfar , f s_comp_cfar , Drmin ) after code separation using a signal is equal or large (e.g., equation (52)), the accuracy of the aliasing determination is not sufficient and the reliability of the aliasing determination is It is determined that the quality is low (for example, noise component). In this case, the radar device 10 does not need to perform subsequent processing (for example, code separation processing), for example.

このような処理により、折り返し判定の判定誤りを低減でき、また、ノイズ成分を除去できる。なお、所定値ThresholdDRは、例えば、0から1未満の範囲に設定されてよい。一例として、ノイズ成分が含まれることを考慮すると、ThresholdDRは、0.1~0.5程度の範囲で設定されてもよい。 Through such processing, errors in aliasing determination can be reduced and noise components can be removed. Note that the predetermined value Threshold DR may be set, for example, in a range from 0 to less than 1. As an example, considering that noise components are included, Threshold DR may be set in a range of about 0.1 to 0.5.

以上、折り返し処理の動作例について説明した。 The operation example of the return process has been described above.

<(2)多重送信に用いた符号化ドップラ多重信号のドップラ符号分離処理>
符号化ドップラ多重分離部212は、折り返し判定結果に基づいて、多重送信に用いた符号化ドップラ多重信号の符号化ドップラ多重分離処理を行う。
<(2) Doppler code separation processing of coded Doppler multiplex signal used for multiplex transmission>
The coded Doppler demultiplexer 212 performs coded Doppler demultiplexer processing on the coded Doppler multiplex signal used for multiplex transmission based on the return determination result.

例えば、符号化ドップラ多重分離部212は、次式(53)のように、折り返し判定処理における折り返し判定結果であるDrminに基づいて、式(43)を適用することにより、多重送信に用いたDCI(ncm,ndm)が割り当てられた符号化ドップラ多重信号の分離受信を行う。例えば、符号化ドップラ多重分離部212は、次式(53)を用いた分離処理を行うことにより、多重送信に用いたDCI(ncm,ndm)が割り当てられた符号化ドップラ多重信号の分離受信を行う。折り返し判定処理にて、-1/(2Tr)以上、かつ、1/(2Tr)未満のドップラ範囲で、真のドップラ折り返し範囲であるインデックス(Drtrue)を判定できることから(例えば、Drmin=Drtrueとなるように判定できることから)、符号化ドップラ多重分離部212においては、-1/(2Tr)以上、かつ、1/(2Tr)未満のドップラ範囲で、符号多重に使用された直交符号間の相関値をゼロとすることができ、符号多重信号間の干渉を抑圧した分離処理が可能となる。

Figure 2023141038000057
For example, the encoded Doppler demultiplexer 212 applies Equation (43) based on D rmin , which is the return judgment result in the return judgment process, as shown in Equation (53) below. Separate and receive coded Doppler multiplexed signals to which DCI (ncm, ndm) is assigned. For example, the coded Doppler multiplex demultiplexer 212 performs separation processing using the following equation (53) to separate and receive the coded Doppler multiplexed signal to which the DCI (ncm, ndm) used for multiplex transmission is assigned. conduct. In the aliasing determination process, the index (D rtrue ), which is the true Doppler aliasing range, can be determined within a Doppler range of -1/(2Tr) or more and less than 1/(2Tr) (for example, D rmin = D rtrue ), the encoded Doppler demultiplexer 212 uses a Doppler range of -1/(2Tr) or more and less than 1/(2Tr) between orthogonal codes used for code multiplexing. It is possible to set the correlation value to zero, and it is possible to perform separation processing that suppresses interference between code-multiplexed signals.
Figure 2023141038000057

ここで、Yz(fb_cfar,fs_comp_cfar,Drmin, ncm,ndm)は、第z番のアンテナ系統処理部201におけるドップラ解析部210の距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_comp_cfarの出力において、ドップラ範囲Drminのndm番目の符号化ドップラ多重信号VFTALLz(fb_cfar,fs_comp_cfar,Drmin, ndm)に対して、直交符号Codencmを用いて符号多重信号を符号分離した出力(例えば、符号化ドップラ多重分離結果)であり、多重送信に用いたDCI(ncm,ndm)が割り当てられた符号化ドップラ多重信号を分離することができる。なお、z=1,~,Naであり、ncm=1,~,NCMである。 Here, Y z (f b_cfar , f s_comp_cfar , Dr min , ncm,ndm) is the output of the distance index f b_cfar and the Doppler frequency index f s_comp_cfar of the Doppler analysis unit 210 in the z-th antenna system processing unit 201. For the ndm -th coded Doppler multiplex signal VFTALL z (f b_cfar , f s_comp_cfar , Drmin , ndm) in the Doppler range Drmin , the code-separated output (for example, code It is possible to separate the coded Doppler multiplexed signal to which the DCI (ncm, ndm) used for multiplex transmission is assigned. Note that z=1,~,Na, and ncm=1,~,N CM .

以上のような符号分離処理によって、レーダ装置10は、ドップラ解析部210の折り返しが発生しないドップラ範囲±1/(2Loc×Tr)のLoc倍のドップラ範囲±1/(2Tr)までを想定した折り返し判定結果に基づいて、多重送信に用いたDCI(ncm,ndm)が割り当てられた符号化ドップラ多重信号を分離受信できる。 Through the above-described code separation processing, the radar device 10 performs aliasing assuming a Doppler range ±1/(2Tr) that is Loc times the Doppler range ±1/(2Loc×Tr) in which aliasing does not occur in the Doppler analysis unit 210. Based on the determination result, the encoded Doppler multiplex signal to which the DCI (ncm, ndm) used for multiplex transmission is assigned can be separated and received.

また、DCI(ncm,ndm)が割り当てられた符号化ドップラ多重信号は、送信アンテナTx#[ncm,ndm]から送信されるため、送信アンテナ109の判定も可能となる。例えば、レーダ装置10は、送信アンテナTx#[ncm,ndm]から送信されたDCI(ncm,ndm)が割り当てられている符号化ドップラ多重信号を分離受信できる。 Further, since the encoded Doppler multiplex signal to which DCI (ncm, ndm) is assigned is transmitted from the transmit antenna Tx#[ncm, ndm], the transmit antenna 109 can also be determined. For example, the radar device 10 can separate and receive a coded Doppler multiplex signal to which DCI (ncm, ndm) is assigned and transmitted from the transmitting antenna Tx#[ncm, ndm].

また、レーダ装置10は、例えば、符号化ドップラ多重分離処理時に、符号要素毎のドップラ解析部210の出力に対して、ドップラ折り返しを含めたドップラ位相補正(例えば、ドップラ位相補正ベクトルα(fs_comp_cfar, Dr)による位相補正を行う。これらの位相補正は、fs_comp_cfarに対するドップラ成分候補における各ドップラ成分に応じた位相変化を補正することに対応している。このため、符号多重信号間における相互干渉は、例えば、ノイズレベル程度にまで低減可能である。例えば、レーダ装置10では、符号間干渉を低減でき、レーダ装置10における検出性能の劣化への影響を抑制できる。 In addition, for example, during coded Doppler demultiplexing processing, the radar device 10 performs Doppler phase correction including Doppler folding (for example, Doppler phase correction vector α (f s_comp_cfar , Dr ).These phase corrections correspond to correcting the phase change according to each Doppler component in the Doppler component candidates for f s_comp_cfar.For this reason, the mutual difference between code multiplexed signals is Interference can be reduced, for example, to about the noise level. For example, in the radar device 10, intersymbol interference can be reduced, and the influence on deterioration of detection performance in the radar device 10 can be suppressed.

以上、符号化ドップラ多重分離部212の動作例について説明した。 An example of the operation of the encoded Doppler demultiplexer 212 has been described above.

図1において、ドップラ多重分離部213は、例えば、Loc個のドップラ解析部210の出力にそれぞれ対応するドップラ多重分離部213-1~213-Locを有する。図1に示す例では、Loc=2であり、第1のドップラ多重分離部213(又は、ドップラ多重分離部213-1と表す)及び第2のドップラ多重分離部213(又は、ドップラ多重分離部213-2と表す)を備えてよい。 In FIG. 1, the Doppler demultiplexer 213 includes, for example, Doppler demultiplexers 213-1 to 213-Loc corresponding to the outputs of the Loc Doppler analysis units 210, respectively. In the example shown in FIG. 1, Loc=2, and the first Doppler demultiplexer 213 (or Doppler demultiplexer 213-1) and the second Doppler demultiplexer 213 (or Doppler demultiplexer 213-1) 213-2).

第1のドップラ多重分離部213は、CFAR部211から入力される距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_comp_cfarに対する第1のドップラ解析部210(又は、ドップラ解析部210-1と表す)の出力を、方向推定部214に出力する。この際、第1のドップラ多重分離部213は、例えば、符号化ドップラ多重分離部212から入力されるドップラ折り返し判定結果であるDrminを用いてよい。 The first Doppler demultiplexer 213 converts the output of the first Doppler analyzer 210 (or referred to as Doppler analyzer 210-1) to the distance index f b_cfar and Doppler frequency index f s_comp_cfar input from the CFAR unit 211. , is output to the direction estimation section 214. At this time, the first Doppler demultiplexer 213 may use, for example, Drmin , which is the Doppler return determination result inputted from the encoded Doppler demultiplexer 212.

例えば、図1に示す例では、第1のドップラ多重分離部213は、第1番目のドップラ解析部210(ドップラ解析部210-1)の出力VFT 1(fb_cfar, fs_comp_cfar+(NcodeFR(Drmin, ndm_BF)/NDM))を方向推定部214へ出力する。ここで、ndm_BFは、1,~, NDMの何れかであり、ndm_BF番目のドップラ多重信号が割り当てられた複数の送信アンテナ109は、例えば、上述した隣り合う配置の条件を満たす送信アンテナ109の組み合わせである。 For example, in the example shown in FIG. 1, the first Doppler demultiplexer 213 uses the output VFT z 1 (f b_cfar , f s_comp_cfar +( N F R (D rmin , ndm_BF)/N DM )) is output to the direction estimation unit 214. Here, ndm_BF is one of 1, to N DM , and the plurality of transmitting antennas 109 to which the ndm_BFth Doppler multiplexed signal is assigned are, for example, the transmitting antennas 109 that satisfy the above-mentioned conditions for adjacent arrangement. It's a combination.

第1のドップラ多重分離部213は、例えば、第1のドップラ解析部210の出力を用いて、円偏波の信号を分離する。これにより、第1のドップラ多重分離部213では、円偏波となる送信信号による反射波の受信信号が得られる。なお、z=1~Naである。 The first Doppler demultiplexer 213 uses, for example, the output of the first Doppler analyzer 210 to separate circularly polarized signals. As a result, the first Doppler multiplexer/demultiplexer 213 obtains a received signal of the reflected wave of the transmitted signal which becomes a circularly polarized wave. Note that z=1 to Na.

また、図1において、第2のドップラ多重分離部213は、CFAR部211から入力される距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_comp_cfarに対する第2のドップラ解析部210(又は、ドップラ解析部210-2と表す)の出力を、方向推定部214に出力する。この際、第2のドップラ多重分離部213は、例えば、符号化ドップラ多重分離部212から入力されるドップラ折り返し判定結果であるDrminを用いてよい。 In FIG. 1, the second Doppler demultiplexer 213 uses the second Doppler analyzer 210 (or Doppler analyzer 210-2) for the distance index f b_cfar and Doppler frequency index f s_comp_cfar input from the CFAR unit 211. ) is output to the direction estimation unit 214. At this time, the second Doppler demultiplexer 213 may use, for example, Drmin , which is the Doppler return determination result inputted from the encoded Doppler demultiplexer 212.

例えば、図1に示す例では、第2のドップラ多重分離部213は、第2番目のドップラ解析部210(ドップラ解析部210-2)の出力VFT 2(fb_cfar, fs_comp_cfar+(NcodeFR(Drmin, ndm_BF)/NDM))を方向推定部214へ出力する。ここで、ndm_BFは、1,…, NDMの何れかであり、ndm_BF番目のドップラ多重信号が割り当てられた複数の送信アンテナ109は、例えば、上述した隣り合う配置の条件を満たす送信アンテナ109の組み合わせである。 For example , in the example shown in FIG . F R (D rmin , ndm_BF)/N DM )) is output to the direction estimation unit 214. Here, ndm_BF is one of 1,..., N DM , and the plurality of transmitting antennas 109 to which the ndm_BFth Doppler multiplexed signal is assigned are, for example, the transmitting antennas 109 that satisfy the above-mentioned conditions for adjacent arrangement. It's a combination.

第2のドップラ多重分離部213は、例えば、第2のドップラ解析部210の出力を用いて、円偏波の信号を分離する。これにより、第2のドップラ多重分離部213では、円偏波となる送信信号による反射波の受信信号が得られる。なお、z=1~Naである。 The second Doppler demultiplexer 213 uses, for example, the output of the second Doppler analyzer 210 to separate the circularly polarized signal. As a result, the second Doppler multiplexer/demultiplexer 213 obtains a received signal of the reflected wave of the transmitted signal which becomes a circularly polarized wave. Note that z=1 to Na.

また、第1のドップラ多重分離部213の出力である、円偏波となる送信信号による反射波の受信信号に対し、第2のドップラ多重分離部213では、第1のドップラ多重分離部213の出力に対応する円偏波の旋回方向と異なる旋回方向の円偏波となる送信信号に対応する反射波の受信信号となる。例えば、第1のドップラ多重分離部213の出力に対応する円偏波が左旋の円偏波である場合、第2のドップラ多重分離部213の出力に対応する円偏波は右旋の円偏波となる。また、例えば、第1のドップラ多重分離部213の出力に対応する円偏波が右旋の円偏波である場合、第2のドップラ多重分離部213の出力に対応する円偏波は左旋の円偏波となる。 In addition, the second Doppler demultiplexer 213 receives the received signal of the reflected wave from the circularly polarized transmission signal, which is the output of the first Doppler demultiplexer 213. The received signal is a reflected wave corresponding to the transmitted signal, which becomes a circularly polarized wave in a rotation direction different from the rotation direction of the circularly polarized wave corresponding to the output. For example, if the circularly polarized wave corresponding to the output of the first Doppler demultiplexer 213 is a left-handed circularly polarized wave, the circularly polarized wave corresponding to the output of the second Doppler demultiplexer 213 is a right-handed circularly polarized wave. It becomes a wave. Furthermore, for example, if the circularly polarized wave corresponding to the output of the first Doppler demultiplexer 213 is a right-handed circularly polarized wave, the circularly polarized wave corresponding to the output of the second Doppler demultiplexer 213 is a left-handed circularly polarized wave. It becomes circularly polarized.

以下、第1のドップラ多重分離部213の出力に対応する円偏波の旋回を基準とし、当該円偏波を「正旋の円偏波」と呼ぶ。第2のドップラ多重分離部213の出力に対応する円偏波は、正旋の円偏波の逆旋となることから、「逆旋の円偏波」と呼ぶ。 Hereinafter, based on the rotation of the circularly polarized wave corresponding to the output of the first Doppler multiplexer/demultiplexer 213, the circularly polarized wave will be referred to as "normal circularly polarized wave." The circularly polarized wave corresponding to the output of the second Doppler multiplexer/demultiplexer 213 is a counter-rotating circularly polarized wave of normal rotation, and is therefore referred to as a "counter-rotating circularly polarized wave."

図1において、方向推定部214は、符号化ドップラ多重分離部212から入力される距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_comp_cfarに対するドップラ折り返し判定結果Drminに基づいて、送信アンテナTx#[ncm,ndm]から送信された、DCI(ncm,ndm)が割り当てられた符号化ドップラ多重信号の分離受信信号Yz(fb_cfar,fs_comp_cfar,Drmin, ncm,ndm)に基づいて、ターゲットの方向推定処理(以下、「直線偏波に対する方向推定処理」と呼ぶ)を行う。 In FIG. 1, the direction estimation unit 214 uses the transmitting antenna Tx#[ ncm , ndm Target direction estimation processing is performed based on the separated received signal Y z (f b_cfar , f s_comp_cfar , Drmin , ncm, ndm) of the coded Doppler multiplex signal to which DCI (ncm, ndm) is assigned and transmitted from ] (hereinafter referred to as "direction estimation processing for linearly polarized waves").

また、方向推定部214は、第1のドップラ多重分離部213から入力される第1のドップラ解析部210(図1では、ドップラ解析部210-1)からの出力に基づいて、ターゲットの方向推定処理(以下、「正旋円偏波に対する方向推定処理」と呼ぶ)を行う。 The direction estimation unit 214 also estimates the direction of the target based on the output from the first Doppler analysis unit 210 (Doppler analysis unit 210-1 in FIG. 1) that is input from the first Doppler demultiplexing unit 213. processing (hereinafter referred to as "direction estimation processing for normal circularly polarized waves").

また、方向推定部214は、第2のドップラ多重分離部213から入力される第2のドップラ解析部210(図1では、ドップラ解析部210-2)からの出力に基づいて、ターゲットの方向推定処理(以下、「逆旋円偏波に対する方向推定処理」と呼ぶ)を行う。 The direction estimation unit 214 also estimates the direction of the target based on the output from the second Doppler analysis unit 210 (Doppler analysis unit 210-2 in FIG. 1) that is input from the second Doppler demultiplexing unit 213. processing (hereinafter referred to as "direction estimation processing for anti-circularly polarized waves").

方向推定部214における方向推定処理は、例えば、直線偏波に対する方向推定処理、正旋円偏波に対する方向推定処理、及び、逆旋円偏波に対する方向推定処理を含んでよい。以下、それぞれの方向推定処理について説明する。 The direction estimation process in the direction estimation unit 214 may include, for example, a direction estimation process for linearly polarized waves, a direction estimation process for normal circularly polarized waves, and a direction estimation process for anticircularly polarized waves. Each direction estimation process will be explained below.

<直線偏波に対する方向推定処理>
例えば、方向推定部214は、符号化ドップラ多重分離部212の出力に基づいて、次式(54)に示すような仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_comp_cfar)を生成し、方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for linearly polarized waves>
For example, the direction estimation unit 214 generates a virtual reception array correlation vector h (f b_cfar , f s_comp_cfar ) as shown in the following equation (54) based on the output of the encoded Doppler demultiplexer 212, and performs the direction estimation process. I do.

仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_comp_cfar)は、送信アンテナ数Ntと受信アンテナ数Naとの積であるNt×Na個の要素を含む。

Figure 2023141038000058
The virtual receiving array correlation vector h (f b_cfar , f s_comp_cfar ) includes Nt×Na elements that are the product of the number of transmitting antennas Nt and the number of receiving antennas Na.
Figure 2023141038000058

方向推定部214は、仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_comp_cfar)を用いて、ターゲットからの反射波信号に対して各受信アンテナ202間の位相差に基づく方向推定を行う処理を行う。 The direction estimation unit 214 performs a process of estimating the direction of the reflected wave signal from the target based on the phase difference between each receiving antenna 202 using the virtual receiving array correlation vector h (f b_cfar , f s_comp_cfar ).

ここで、仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_comp_cfar)は、異なる直線偏波アンテナ(例えば、垂直偏波アンテナ及び水平偏波アンテナ)から送信された信号の反射波受信信号を含む。そのため、方向推定部214は、仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_comp_cfar)から、所定の送信アンテナ109の偏波と受信アンテナ202の偏波との組み合わせとなる要素を抽出し、抽出した要素からなる仮想受信アレー相関ベクトルを用いて方向推定処理を行ってもよい。これにより、所定の送信アンテナ109の偏波及び受信アンテナ202の偏波毎の方向推定の結果を得ることができる。 Here, the virtual receive array correlation vector h(f b_cfar , f s_comp_cfar ) includes reflected received signals of signals transmitted from different linearly polarized antennas (eg, a vertically polarized antenna and a horizontally polarized antenna). Therefore, the direction estimation unit 214 extracts an element that is a combination of the polarization of the predetermined transmitting antenna 109 and the polarization of the receiving antenna 202 from the virtual receiving array correlation vector h (f b_cfar , f s_comp_cfar ). The direction estimation process may be performed using a virtual receiving array correlation vector consisting of elements. This makes it possible to obtain direction estimation results for each polarization of the predetermined transmitting antenna 109 and receiving antenna 202.

<正旋円偏波に対する方向推定処理>
方向推定部214は、第1のドップラ多重分離部213から入力される第1のドップラ解析部210の出力に基づいて、次式(55)に示すような正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_comp_cfar)を生成し、ターゲットの正旋円偏波に対する方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for normal circular polarization>
The direction estimation unit 214 generates a normal circular polarization virtual receiving array correlation vector as shown in the following equation (55) based on the output of the first Doppler analysis unit 210 input from the first Doppler demultiplexing unit 213. h c1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) is generated, and direction estimation processing for the target's normal circularly polarized wave is performed.

ここで、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_comp_cfar)は、第1のドップラ解析部210の出力(例えば、VFT 1(fb_cfar, fs_comp_cfar+(NcodeFR(Drmin, ndm_BF)/NDM)))に基づく、同一のドップラ多重を用いて符号多重送信され、隣り合う異なる直線偏波の送信アンテナ109によってビーム送信され、円偏波送信された信号の反射波受信信号を含む。例えば、ビーム送信アンテナがNBF個ある場合(例えば、ndm_BF=1,~, NBFの場合)、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_comp_cfar)は、NBF×Na個の要素を含む。方向推定部214は、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_comp_cfar)を用いて、ターゲットからの反射波信号に対して各受信アンテナ202間の位相差に基づく方向推定を行う処理を行ってよい。

Figure 2023141038000059
Here, the normal circularly polarized virtual reception array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) is the output of the first Doppler analysis unit 210 (for example, VFT z 1 (f b_cfar , f s_comp_cfar +(N code F R (D rmin , ndm_BF)/N DM ))), the signals are code-multiplexed using the same Doppler multiplexing, beam-transmitted by adjacent transmitting antennas 109 with different linear polarizations, and circularly polarized signals. includes the reflected wave received signal. For example, when there are N BF beam transmitting antennas (for example, when ndm_BF=1,~, N BF ), the normal circularly polarized virtual receiver array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) is N BF × Contains Na elements. The direction estimation unit 214 uses the right circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) to estimate the direction of the reflected wave signal from the target based on the phase difference between each receiving antenna 202. You may perform processing to do so.
Figure 2023141038000059

<逆旋円偏波に対する方向推定処理>
方向推定部214は、第2のドップラ多重分離部213から入力される第2のドップラ解析部210の出力に基づいて、ターゲットの逆旋円偏波に対する方向推定処理を行う。方向推定部214は、例えば、次式(56)に示すような逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_comp_cfar)を生成し、ターゲットの逆旋円偏波に対する方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for anti-circularly polarized waves>
The direction estimation section 214 performs direction estimation processing for the anti-circularly polarized wave of the target based on the output of the second Doppler analysis section 210 inputted from the second Doppler demultiplexing section 213. The direction estimation unit 214 generates, for example, a counter-circularly polarized wave virtual receiving array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) as shown in the following equation (56), and estimates the direction for the target's counter-circularly polarized wave. Perform processing.

ここで、逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_comp_cfar)は、第2のドップラ解析部210の出力(例えば、VFT 2(fb_cfar, fs_comp_cfar+(NcodeFR(Drmin, ndm_BF)/NDM)))に基づく、同一のドップラ多重を用いて符号多重送信され、隣り合う異なる直線偏波の送信アンテナ109によってビーム送信され、円偏波送信された信号の反射波受信信号を含む。例えば、ビーム送信アンテナがNBF個ある場合(例えば、ndm_BF=1,~, NBFの場合)、逆旋仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_comp_cfar)は、NBF×Na個の要素を含む。 Here, the counter-rotating circularly polarized virtual reception array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) is the output of the second Doppler analysis unit 210 (for example, VFT z 2 (f b_cfar , f s_comp_cfar +(N code F R (D rmin , ndm_BF)/N DM ))), the signals are code-multiplexed using the same Doppler multiplexing, beam-transmitted by adjacent transmitting antennas 109 with different linear polarizations, and circularly polarized signals. includes the reflected wave received signal. For example, when there are N BF beam transmitting antennas (for example, when ndm_BF=1,~, N BF ), the anti-rotating virtual receiving array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) is N BF ×Na Contains elements.

方向推定部214は、逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_comp_cfar)を用いて、ターゲットからの反射波信号に対して各受信アンテナ202間の位相差に基づく方向推定を行う処理に用いる。

Figure 2023141038000060
The direction estimation unit 214 uses the counter-rotating circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) to estimate the direction of the reflected wave signal from the target based on the phase difference between each receiving antenna 202. Used for processing.
Figure 2023141038000060

[アンテナの配置例1]
以下、アンテナ配置例を用いて、方向推定部214における、直線偏波に対する方向推定処理、正旋円偏波に対する方向推定処理及び逆旋円偏波に対する方向推定処理の例について説明する。
[Antenna arrangement example 1]
Hereinafter, examples of direction estimation processing for linearly polarized waves, direction estimation processing for normal circularly polarized waves, and direction estimation processing for anticircularly polarized waves in the direction estimation unit 214 will be described using antenna arrangement examples.

例えば、多重送信に用いる送信アンテナ数Nt=4の場合に、ドップラ多重数NDM=2、符号多重数NCM=2とし、符号長Loc=2の直交符号系列Code={1,1}、Code2={j,-j}とし、符号化ドップラ多重数をNDOP_CODE(1)=2, NDOP_CODE(2)=2とする場合について説明する。なお、ビーム送信アンテナ数NBF=2とし、ビーム送信アンテナに用いるドップラ多重信号のインデックスとしてndm_BF=1及びndm_BF=2を用いる。 For example, when the number of transmitting antennas used for multiplex transmission is Nt = 4, the number of Doppler multiplexing N DM = 2, the number of code multiplexing N CM = 2, and the orthogonal code sequence Code 1 = {1, 1} with code length Loc = 2. , Code 2 = {j, -j}, and the number of encoded Doppler multiplexes is N DOP_CODE (1)=2, N DOP_CODE (2)=2. Note that the number of beam transmitting antennas is N BF =2, and ndm_BF =1 and ndm_BF =2 are used as indices of Doppler multiplexed signals used for the beam transmitting antennas.

図15では、例えば、レーダ装置10において、水平方向に配置される4個の送信アンテナ109(Tx#1、Tx#2、Tx#3及びTx#4)は、左側のアンテナから、水平偏波(「H」と表す)の送信アンテナTx#[1, 1]、垂直偏波(「V」と表す)の送信アンテナTx#[2, 1]、水平偏波の送信アンテナTx#[1, 2]、垂直偏波の送信アンテナTx#[2, 2]である。 In FIG. 15, for example, in the radar device 10, four transmitting antennas 109 (Tx#1, Tx#2, Tx#3, and Tx#4) arranged horizontally transmit horizontally polarized waves from the left antenna. (denoted as “H”) transmitting antenna Tx#[1, 1], vertically polarized (denoted as “V”) transmitting antenna Tx#[2, 1], horizontally polarized transmitting antenna Tx#[1, 2], and vertically polarized transmitting antenna Tx#[2, 2].

図15では、左側から2つの隣り合う送信アンテナTx#1(Tx#[1, 1])及びTx#2(Tx#[2, 1])は、同一のドップラ多重(ドップラシフト量=DOP1)を用いてレーダ送信信号を符号多重送信する。よって、図15では、Tx#1及びTx#2によってビーム送信アンテナが形成され、円偏波が送信される。また、送信アンテナTx#1(Tx#[1, 1])及びTx#2(Tx#[2, 1])に対し、符号多重送信する際の符号間の位相差に応じて、送信周期毎に正旋円偏波あるいは逆旋の円偏波が切り替わり送信されてよい。 In FIG. 15, two adjacent transmitting antennas Tx#1 (Tx#[1, 1]) and Tx#2 (Tx#[2, 1]) from the left side have the same Doppler multiplexing (Doppler shift amount = DOP 1) . ) to code-multiplex the radar transmission signal. Therefore, in FIG. 15, a beam transmission antenna is formed by Tx#1 and Tx#2, and circularly polarized waves are transmitted. In addition, for transmitting antennas Tx#1 (Tx#[1, 1]) and Tx#2 (Tx#[2, 1]), each transmission cycle is The normal circularly polarized wave or the counterclockwise circularly polarized wave may be switched and transmitted.

同様に、図15では、右側から2つの隣り合う送信アンテナTx#3(Tx#[1, 2])及びTx#4(Tx#[2, 2])は、同一のドップラ多重(ドップラシフト量=DOP2)を用いてレーダ送信信号を符号多重送信する。よって、図15では、Tx#3及びTx#4によってビーム送信アンテナが形成され、円偏波が送信される。また、送信アンテナTx#1(Tx#[1, 2])及びTx#2(Tx#[2, 2])に対し、符号多重送信する際の符号間の位相差に応じて、送信周期毎に正旋円偏波あるいは逆旋の円偏波が切り替わり送信されてよい。 Similarly, in FIG. 15, two adjacent transmitting antennas Tx#3 (Tx#[1, 2]) and Tx#4 (Tx#[2, 2]) from the right side have the same Doppler multiplexing (Doppler shift amount). =DOP 2 ) to code-multiplex the radar transmission signal. Therefore, in FIG. 15, a beam transmission antenna is formed by Tx#3 and Tx#4, and circularly polarized waves are transmitted. In addition, for transmitting antennas Tx#1 (Tx#[1, 2]) and Tx#2 (Tx#[2, 2]), each transmission cycle is The normal circularly polarized wave or the counterclockwise circularly polarized wave may be switched and transmitted.

図15では、ビーム送信アンテナ数NBF=2である。以下では、図15におけるTx#1及びTx#2によるビーム送信アンテナを「Tx#5」と表記することもある。また、図15におけるTx#3及びTx#4によるビーム送信アンテナを「Tx#6」と表記することもある。例えば、Tx#5及びTx#6は、送信周期毎に正旋円偏波あるいは逆旋の円偏波が切り替わり送信されるアンテナと等価的に扱うことができる。 In FIG. 15, the number of beam transmitting antennas N BF =2. Below, the beam transmitting antenna for Tx#1 and Tx#2 in FIG. 15 may be referred to as "Tx#5." Further, the beam transmitting antenna for Tx#3 and Tx#4 in FIG. 15 may be referred to as "Tx#6". For example, Tx#5 and Tx#6 can be treated equivalently as antennas that transmit transmission by switching between normal circularly polarized waves and counterclockwise circularly polarized waves every transmission period.

なお、ここでは、Tx#5及びTx#6は、送信周期毎に正旋あるいは逆旋の同じ旋回方向の円偏波を送信する符号を用いる場合について説明するが、これに限定されず、Tx#5及びTx#6は、異なる旋回方向の円偏波を用いてもよい。 In addition, here, Tx#5 and Tx#6 will be explained using codes that transmit circularly polarized waves in the same rotation direction, normal or counterclockwise, for each transmission period, but the Tx#5 and Tx#6 are not limited to this. #5 and Tx#6 may use circularly polarized waves with different rotation directions.

また、図15に示ように、受信アンテナ数Naは8個(例えば、Rx#1~Rx#8)であり、4種類の異なる偏波のアンテナを含む。図15に示す例では、Rx#1及びRx#2は水平偏波(H)の受信アンテナであり、Rx#3及びRx#4は垂直偏波(V)の受信アンテナであり、Rx#5及びRx#6は正旋円偏波(C)の受信アンテナであり、Rx#7及びRx#8は逆旋円偏波(R)の受信アンテナを用いる。 Further, as shown in FIG. 15, the number of receiving antennas Na is eight (for example, Rx#1 to Rx#8), including four types of antennas with different polarizations. In the example shown in FIG. 15, Rx#1 and Rx#2 are horizontally polarized (H) receiving antennas, Rx#3 and Rx#4 are vertically polarized (V) receiving antennas, and Rx#5 is a horizontally polarized (H) receiving antenna. and Rx#6 are receiving antennas for positive circularly polarized waves (C), and Rx#7 and Rx#8 are receiving antennas for reverse circularly polarized waves (R).

なお、受信アンテナ数Naは、8個に限定されず、例えば、他の個数でもよい。また、受信アンテナ202に用いる偏波の種類も4種類に限定されず、3種類、2種類又は1種類でもよい。また、水平偏波及び垂直偏波に限らず、斜め方向に傾いた直線偏波、例えば±45°方向に傾いた偏波を用いてもよい。 Note that the number of receiving antennas Na is not limited to eight, and may be any other number, for example. Further, the types of polarized waves used in the receiving antenna 202 are not limited to four types, but may be three types, two types, or one type. Furthermore, in addition to horizontally polarized waves and vertically polarized waves, linearly polarized waves tilted in an oblique direction, for example, polarized waves tilted in the ±45° direction may be used.

例えば、隣り合うTx#1(Tx#[1, 1])とTx#2(Tx#[2, 1])とから等電力でレーダ送信信号が送信される場合、Tx#1及びTx#2の中点位置がビーム送信アンテナTx#5の位相中心となる(図15の(a)に示す×印)。同様に、例えば、隣り合うTx#3(Tx#[1, 2])とTx#4(Tx#[2, 2])とから等電力でレーダ送信信号が送信される場合、Tx#3及びTx#4の中点位置がビーム送信アンテナTx#6の位相中心となる(図15の(a)に示す×印)。 For example, if radar transmission signals are transmitted with equal power from adjacent Tx#1 (Tx#[1, 1]) and Tx#2 (Tx#[2, 1]), Tx#1 and Tx#2 The midpoint position becomes the phase center of beam transmitting antenna Tx#5 (x mark shown in (a) of FIG. 15). Similarly, for example, if radar transmission signals are transmitted with equal power from adjacent Tx#3 (Tx#[1, 2]) and Tx#4 (Tx#[2, 2]), Tx#3 and The midpoint position of Tx#4 becomes the phase center of beam transmitting antenna Tx#6 (x mark shown in (a) of FIG. 15).

なお、ビーム送信アンテナを構成する送信アンテナ109から、レーダ送信信号を等電力で送信しない場合は、ビーム送信アンテナを構成する各送信アンテナ109の送信電力の比に応じた位置(各送信アンテナからの送信電力の重心位置)をサブアレーの位相中心としたビーム送信アンテナによる送信として扱うことができる。 Note that when radar transmission signals are not transmitted with equal power from the transmitting antennas 109 that constitute the beam transmitting antenna, the position (from each transmitting antenna It can be treated as transmission by a beam transmitting antenna with the phase center of the sub-array being at the center of gravity of the transmit power.

図15の(a)に示すような送信アンテナTx#1~Tx#4(例えば、Ntの送信アンテナ109)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#8(例えば、Na個の受信アンテナ202)の配置から、図15の(b)に示すような仮想受信アンテナ(又は、MIMO仮想アンテナ)の配置VA#1~VA#32が構成される。 Transmitting antennas Tx#1 to Tx#4 (for example, Nt transmitting antennas 109) and receiving antennas Rx#1 to Rx#8 (for example, Na receiving antennas 202) as shown in FIG. 15(a). From the arrangement, virtual receiving antenna (or MIMO virtual antenna) arrangements VA#1 to VA#32 as shown in FIG. 15(b) are constructed.

また、図15の(a)において、正旋円偏波ビーム送信アンテナTx#5及びTx#6(例えば、NBF個の送信アンテナ)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#8の配置から、図15の(c)に示すような正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#16が構成される。正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#16は、例えば、VA#33~VA#48とも表される。 In addition, in (a) of FIG. 15, from the arrangement of right circularly polarized beam transmitting antennas Tx#5 and Tx#6 (for example, N BF transmitting antennas) and receiving antennas Rx#1 to Rx#8, , arrangements CA#1 to CA#16 of right-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are configured as shown in FIG. 15(c). Arrangements CA#1 to CA#16 of the right circularly polarized virtual receiving antennas are also expressed as VA#33 to VA#48, for example.

また、図15の(a)において、逆旋円偏波ビーム送信アンテナTx#5及びTx#6(例えば、NBF個の送信アンテナ)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#8の配置から、図15の(d)に示すような逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#16が構成される逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#16は、例えば、VA#33~VA#48とも表される。逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#16は、それぞれ正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#16の配置と同じ配置となる。 In addition, in (a) of FIG. 15, from the arrangement of anti-rotating circularly polarized beam transmitting antennas Tx#5 and Tx#6 (for example, N BF transmitting antennas) and receiving antennas Rx#1 to Rx#8, , The arrangement RA#1 to RA#16 of the counter-rotating circularly polarized virtual receiving antenna is composed of the arrangement RA#1 to RA#16 of the counter-rotating circularly polarized virtual receiving antenna as shown in FIG. 15(d). , for example, also expressed as VA#33 to VA#48. Arrangements RA#1 to RA#16 of the counter-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are the same as the arrangements CA#1 to CA#16 of the right-rotating circularly polarized virtual receiving antennas, respectively.

ここで、仮想受信アンテナ(仮想受信アレー)の配置は、例えば、送信アレーアンテナを構成する送信アンテナ109の位置(例えば、給電点の位置)及び受信アレーアンテナを構成する受信アンテナ202の位置(例えば、給電点の位置)に基づいて、次式(57)のように表されてよい。

Figure 2023141038000061
Here, the arrangement of the virtual receiving antenna (virtual receiving array) is, for example, the position of the transmitting antenna 109 forming the transmitting array antenna (e.g., the position of the feeding point) and the position of the receiving antenna 202 forming the receiving array antenna (e.g. , the position of the feeding point), it may be expressed as the following equation (57).
Figure 2023141038000061

ここで、送信アレーアンテナを構成する送信アンテナ109(例えば、Tx#n)の位置座標を(XT_#n,YT_#n)(例えば、n=1,~, Nt+NBF)と表し、受信アレーアンテナを構成する受信アンテナ202(例えば、Rx#m)の位置座標を(XR_#m,YR_#m)(例えば、m=1,~, Na)と表し、仮想受信アレーアンテナを構成する仮想アンテナVA#kの位置座標を(XV_#k,YV_#k)(例えば、k=1,~, (Nt+NBF)×Na)と表す。 Here, the position coordinates of the transmitting antenna 109 (for example, Tx#n) constituting the transmitting array antenna are expressed as (X T_#n , Y T_#n ) (for example, n=1,~, Nt+N BF ). , the position coordinates of the receiving antenna 202 (for example, Rx#m) constituting the receiving array antenna are expressed as (X R_#m ,Y R_#m ) (for example, m=1, ~, Na), and the virtual receiving array antenna is The position coordinates of the virtual antenna VA#k constituting the are expressed as (X V_#k , Y V_#k ) (for example, k=1, ~, (Nt+N BF )×Na).

なお、式(57)では、例えば、VA#1を仮想受信アレーの位置基準(0,0)として表す。 Note that in equation (57), for example, VA#1 is expressed as the position reference (0,0) of the virtual reception array.

図15の(b)は、図15の(a)に示すTx#1~#4、及び、Rx#1~#8の配置を用いた場合の仮想受信アンテナ配置の例を示す。仮想受信アンテナは32アンテナ素子を含み、それぞれの配置をVA#1~VA#32として示す。 FIG. 15(b) shows an example of virtual receiving antenna arrangement when using the arrangement of Tx #1 to #4 and Rx #1 to #8 shown in FIG. 15(a). The virtual receiving antenna includes 32 antenna elements, each arrangement shown as VA#1 to VA#32.

なお、各仮想受信アンテナにおける送信アンテナ偏波(例えば、H又はV)と受信アンテナ偏波(例えば、H、V、C又はR)との組み合わせはアンテナ毎に異なるため、「(送信アンテナ偏波/受信アンテナ偏波)」と記載する。例えば、水平偏波送信され、水平偏波受信された場合の仮想受信アンテナは、「H/H」と記載する。図15の(c)及び(d)も同様に表記する。また、以降の表記もこれに準ずる。 Note that the combination of the transmitting antenna polarization (for example, H or V) and the receiving antenna polarization (for example, H, V, C, or R) in each virtual receiving antenna is different for each antenna. /receiving antenna polarization). For example, a virtual receiving antenna for horizontally polarized wave transmission and horizontally polarized wave reception is written as "H/H". (c) and (d) in FIG. 15 are also written in the same manner. In addition, the following notation also follows this.

図15の(a)のTx#1~#4及び、Rx#1~#8の配置は、X軸上(図15では横方向)の1次元配置であるため、仮想受信アンテナもそれぞれX軸上に配置される。なお、X軸上で重複する配置を含むため、図15の(b)では、縦方向にずらして記載するが、それぞれX軸上の位置に1次元的に配置される。図15の(c)及び(d)も同様に表記する。また、以降の表記もこれに準ずる。 Since the arrangement of Tx #1 to #4 and Rx #1 to #8 in Fig. 15 (a) is a one-dimensional arrangement on the X axis (horizontal direction in Fig. 15), the virtual receiving antennas are also placed on top. In addition, since the arrangement includes overlapping arrangements on the X-axis, in FIG. 15(b), they are shown shifted in the vertical direction, but they are arranged one-dimensionally at the respective positions on the X-axis. (c) and (d) in FIG. 15 are also written in the same manner. In addition, the following notation also follows this.

図15の(c)は、正旋円偏波送信されたビーム送信アンテナTx#5及び#6とRx#1~#8とを用いた場合の仮想受信アンテナ配置を示す。仮想受信アンテナは16アンテナ素子(例えば、CA#1~CA#16)のアレー配置となる。なお、CA#1~CA#16はそれぞれVA#33~VA#48に対応する。 FIG. 15(c) shows a virtual receiving antenna arrangement when using beam transmitting antennas Tx #5 and #6 and Rx #1 to #8 that transmit normal circularly polarized waves. The virtual reception antenna has an array arrangement of 16 antenna elements (eg, CA#1 to CA#16). Note that CA#1 to CA#16 correspond to VA#33 to VA#48, respectively.

また、図15の(d)は、逆旋円偏波送信されたビーム送信アンテナTx#5及び#6とRx#1~#8とを用いた場合の仮想受信アンテナ配置を示す。仮想受信アンテナは、図15の(c)と同様の16アンテナ素子(例えば、RA#1~RA#16)のアンテナ配置となる。なお、RA#1~RA#16はそれぞれVA#33~VA#48に対応する。 Further, (d) in FIG. 15 shows a virtual receiving antenna arrangement when using beam transmitting antennas Tx #5 and #6 and Rx #1 to #8 that transmit anti-rotating circularly polarized waves. The virtual reception antenna has an antenna arrangement of 16 antenna elements (for example, RA#1 to RA#16) similar to FIG. 15(c). Note that RA#1 to RA#16 correspond to VA#33 to VA#48, respectively.

このように、ビーム送信アンテナを用いた仮想受信アンテナ配置により、レーダ装置10は、より多くの偏波を用いた送信が可能となる。また、送信アンテナ109の偏波と受信アンテナ202の偏波とを組み合わせることにより、同一偏波の送受信アンテナの組み合わせに加え、直交する偏波(「交差偏波」ともいう)の組み合わせ(例えば、水平偏波と垂直偏波の組み合わせ、あるいは左旋円偏波と右旋円偏波の組み合わせ)による受信信号を得ることができる。レーダ装置10では、送受信の偏波の組み合わせにより、ターゲットの反射波の受信特性が変化することを利用して検出性能又は識別性能を向上できる。 In this way, the virtual receiving antenna arrangement using the beam transmitting antenna enables the radar device 10 to transmit using more polarized waves. Furthermore, by combining the polarization of the transmitting antenna 109 and the polarization of the receiving antenna 202, in addition to the combination of transmitting and receiving antennas with the same polarization, the combination of orthogonal polarized waves (also referred to as "cross polarized waves") (for example, A received signal can be obtained using a combination of horizontally polarized waves and vertically polarized waves, or a combination of left-handed circularly polarized waves and right-handed circularly polarized waves. In the radar device 10, the detection performance or identification performance can be improved by utilizing the fact that the receiving characteristics of the reflected waves of the target change depending on the combination of transmitted and received polarized waves.

<直線偏波に対する方向推定処理>
例えば、送受信とも水平偏波アンテナ(H)を用いた方向推定処理を行う場合、方向推定部214は、VA#1,VA#2,VA#17,VA#18からなる4つの仮想受信アンテナを抽出し、方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for linearly polarized waves>
For example, when performing direction estimation processing using a horizontally polarized antenna (H) for both transmission and reception, the direction estimation unit 214 uses four virtual reception antennas consisting of VA#1, VA#2, VA#17, and VA#18. Extract and perform direction estimation processing.

仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_comp_cfar)は列ベクトルであり、これに含まれる第1番目の要素から第Nt×Na番目の要素は、仮想アンテナVA#1からVA#(Nt×Na)の受信信号を表す。例えば、方向推定部214は、VA#1,VA#2,VA#17,VA#18の受信信号に相当する仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_comp_cfar)の第1、第2、第17、第18の要素を抽出した部分的なアレー相関ベクトルを用いて到来方向推定を行う。抽出した部分的なアレー相関ベクトルをhsub(fb_cfar, fs_comp_cfar)と表記する。また、hsub(fb_cfar, fs_comp_cfar)の次元数をNsubとする。 The virtual receiving array correlation vector h (f b_cfar , f s_comp_cfar ) is a column vector, and the first to Nt×Na elements included in this vector are the virtual antennas VA#1 to VA#(Nt×Na ) represents the received signal. For example, the direction estimation unit 214 calculates the first, second , and 17. The direction of arrival is estimated using the partial array correlation vector extracted from the 18th element. The extracted partial array correlation vector is expressed as h sub (f b_cfar , f s_comp_cfar ). Further, the number of dimensions of h sub (f b_cfar , f s_comp_cfar ) is assumed to be N sub .

方向推定部214は、例えば、方向推定評価関数値PH(θ, fb_cfar, fs_comp_cfar)における方位方向θを規定された角度範囲内で可変として空間プロファイルを算出する。方向推定部214は、算出した空間プロファイルの極大ピークを大きい順に所定数抽出し、極大ピークの方位方向を到来方向推定値(例えば、測位出力)として出力する。 The direction estimation unit 214 calculates a spatial profile by making the azimuth direction θ in the direction estimation evaluation function value P H (θ, f b_cfar , f s_comp_cfar ) variable within a defined angular range, for example. The direction estimation unit 214 extracts a predetermined number of maximum peaks of the calculated spatial profile in descending order of magnitude, and outputs the azimuth direction of the maximum peak as an estimated direction of arrival value (eg, positioning output).

なお、方向推定評価関数値PH(θ, fb_cfar, fs_comp_cfar)は、到来方向推定アルゴリズムによって各種の方法がある。例えば、非特許文献3に開示されているアレーアンテナを用いた推定方法を用いてもよい。 Note that there are various methods for determining the direction estimation evaluation function value P H (θ, f b_cfar , f s_comp_cfar ) depending on the direction of arrival estimation algorithm. For example, an estimation method using an array antenna disclosed in Non-Patent Document 3 may be used.

例えば、ビームフォーマ法は次式(58)のように表すことができる。他にも、Capon, MUSICといった手法も同様に適用可能である。

Figure 2023141038000062
For example, the beamformer method can be expressed as the following equation (58). Other methods such as Capon and MUSIC are also applicable.
Figure 2023141038000062

ここで、式(58)において、上付き添え字Hはエルミート転置演算子である。また、asubu)は、方位方向θuの到来波に対する抽出した部分的な仮想受信アレーVA#1、VA#2、VA#17、VA#18の方向ベクトルを示す。例えば、VA#1,#2,#17,#18からなる仮想受信アンテナが等間隔DHで直線状に配置される場合、仮想受信アレーVA#1、VA#2、VA#17、VA#18の方向ベクトルは、次式(59)のように表すことができる。

Figure 2023141038000063
Here, in equation (58), the superscript H is a Hermitian transposition operator. Further, a subu ) indicates the direction vector of the extracted partial virtual receiving arrays VA#1, VA#2, VA#17, and VA#18 with respect to the arriving wave in the azimuth direction θ u . For example, if virtual receiving antennas consisting of VA#1, #2, #17, #18 are arranged in a straight line at equal intervals DH , the virtual receiving array VA#1, VA#2, VA#17, VA# The 18 direction vectors can be expressed as in the following equation (59).
Figure 2023141038000063

また、方位方向θuは到来方向推定を行う方位範囲内を方位間隔β1で変化させたベクトルである。例えば、θuは以下のように設定される。
θu=θmin + uβ1、u=0,…, NU
NU=floor[(θmax-θmin)/β1]+1
ここでfloor(x)は、実数xを超えない最大の整数値を返す関数である。
Further, the azimuth direction θ u is a vector that is changed by an azimuth interval β 1 within the azimuth range in which direction of arrival is estimated. For example, θ u is set as follows.
θ u = θmin + uβ 1 , u=0,…, NU
NU=floor[(θmax-θmin)/β 1 ]+1
Here, floor(x) is a function that returns the largest integer value that does not exceed the real number x.

また、式(58)において、Dcalは、部分的な仮想受信アレーVA#1,#2,#17,#18のアンテナ間の位相偏差及び振幅偏差を補正するアレー補正係数、及び、アンテナ間の素子間結合の影響を低減する係数を含むNsub次の行列である。仮想受信アレーのアンテナ間の結合が無視できる場合、Dcalは、対角行列となり、対角成分に送信アレーアンテナ間及び受信アレーアンテナ間の位相偏差及び振幅偏差を補正するアレー補正係数が含まれる。 In addition, in equation (58), D cal is an array correction coefficient that corrects the phase deviation and amplitude deviation between the antennas of the partial virtual reception array VA#1, #2, #17, #18, and is an N sub- order matrix containing coefficients that reduce the effects of inter-element coupling. If the coupling between the antennas of the virtual receiving array can be ignored, D cal becomes a diagonal matrix, and the diagonal components include array correction coefficients that correct phase deviations and amplitude deviations between the transmitting array antennas and between the receiving array antennas. .

また、例えば、送受信とも垂直偏波アンテナを用いる場合の方向推定処理を行う場合、方向推定部214は、VA#11,VA#12,VA#27,VA#28からなる4つの仮想受信アンテナを抽出し、上述した処理と同様の方向推定処理を行う。 For example, when performing direction estimation processing when vertically polarized antennas are used for both transmission and reception, the direction estimation unit 214 uses four virtual reception antennas consisting of VA#11, VA#12, VA#27, and VA#28. Then, direction estimation processing similar to the processing described above is performed.

また、例えば、方向推定部214は、交差偏波を用いる方向推定処理を行ってもよい。例えば、送信には垂直偏波アンテナを用いて、受信には水平偏波アンテナを用いる場合の方向推定処理を行う場合、方向推定部214は、VA#9,VA#10,VA#25,VA#26からなる4つの仮想受信アンテナを抽出し、上述した処理と同様の方向推定処理を行う。 Further, for example, the direction estimation unit 214 may perform direction estimation processing using cross-polarized waves. For example, when performing direction estimation processing using a vertically polarized antenna for transmission and a horizontally polarized antenna for reception, the direction estimation unit 214 includes VA#9, VA#10, VA#25, VA Four virtual receiving antennas consisting of #26 are extracted and direction estimation processing similar to the processing described above is performed.

以上のような送信の偏波アンテナと受信の偏波アンテナとの組み合わせに限らず、異なる組み合わせの送受偏波アンテナを組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the combination of a transmitting polarized antenna and a receiving polarized antenna as described above, but may also be a combination of different combinations of transmitting and receiving polarized antennas.

例えば、方向推定部214は、送信及び受信の偏波アンテナの組み合わせが同種である仮想受信アレーを用いる方向推定処理に限らず、送信及び受信の偏波アンテナの組み合わせが異なる仮想受信アレーを用いる方向推定処理を行ってもよい。例えば、方向推定部214は、VA#1~VA#32からなる符号化ドップラ多重分離部212の出力から得られるすべての仮想受信アンテナを抽出し、上述した処理と同様の方向推定処理を行ってもよい。この場合、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせ(例えば、H/V、H/C等)が含まれる受信信号を用いて方向推定処理を行うことにより、偏波に依存性が低い方向推定結果が得られる。また、方向推定部214は、すべての仮想受信アンテナを用いて方向推定処理を行うため、受信SNRが向上し、レーダ装置10における検出性能を向上できる。また、利用可能な仮想受信アンテナの最大限の開口長を用いた方向推定処理を行うため、角度分解能も向上する。 For example, the direction estimation unit 214 is not limited to the direction estimation process using a virtual receiving array in which the combination of transmitting and receiving polarized antennas is the same, but also in the direction estimation process using a virtual receiving array having a different combination of transmitting and receiving polarized antennas. Estimation processing may also be performed. For example, the direction estimation unit 214 extracts all virtual reception antennas obtained from the output of the encoded Doppler multiplexing unit 212 consisting of VA#1 to VA#32, and performs direction estimation processing similar to the processing described above. Good too. In this case, the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using a received signal that includes a combination of different types of polarization (for example, H/V, H/C, etc.), thereby eliminating polarization dependence. A low direction estimation result is obtained. Furthermore, since the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using all virtual reception antennas, the reception SNR is improved and the detection performance of the radar device 10 can be improved. Furthermore, since direction estimation processing is performed using the maximum aperture length of the available virtual reception antenna, angular resolution is also improved.

方向推定部214は、例えば、上記のような送信及び受信とも同種の偏波アンテナを用いた方向推定処理と、異なる種類の偏波を組み合わせた方向推定処理とを行い、これら両方の方向推定結果を方向推定処理結果としてもよい。これにより、偏波に依存度の高い方向推定処理結果と、偏波の依存性が低い方向推定処理結果が得られる。このような方向推定処理の結果を、図に示していない物標識別処理部に入力し、物標の識別処理を行ってもよい。 For example, the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using the same type of polarized antenna for both transmission and reception as described above, and direction estimation processing using a combination of different types of polarization, and calculates the direction estimation results of both of these. may be used as the direction estimation processing result. As a result, a direction estimation processing result with a high polarization dependence and a direction estimation processing result with a low polarization dependence can be obtained. The results of such direction estimation processing may be input to a processing unit for each object mark (not shown) to perform target object identification processing.

<正旋円偏波に対する方向推定処理>
例えば、送受信とも正旋円偏波アンテナ(C)を用いる方向推定処理を行う場合、方向推定部214は、CA#5,CA#6,CA#13,CA#14からなる4つの仮想受信アンテナを抽出し、方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for normal circular polarization>
For example, when performing direction estimation processing using a right circularly polarized antenna (C) for both transmission and reception, the direction estimation unit 214 uses four virtual reception antennas consisting of CA#5, CA#6, CA#13, and CA#14. is extracted and direction estimation processing is performed.

正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_comp_cfar)は列ベクトルであり、これに含まれる第1番目の要素から第NBF×Na番目の要素は、仮想アンテナVA#(Nt×Na+1)からVA#(Nt+NBF)×Naの受信信号、あるいは、CA#1~CA#(NBF×Na)の受信信号を表す。例えば、方向推定部214は、CA#5,CA#6,CA#13,CA#14の受信信号に相当する正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_comp_cfar)の第5、第6、第13、第14の要素を抽出した部分的なアレー相関ベクトルを用いて到来方向推定を行う。抽出した部分的なアレー相関ベクトルをhc1sub(fb_cfar, fs_comp_cfar)と表記する。また、hc1sub(fb_cfar, fs_comp_cfar)の次元数をN c1subとする。 The normal circularly polarized virtual receiver array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) is a column vector, and the first to N BF ×Na elements included in this are the virtual antenna VA#( Represents the received signal from Nt×Na+1) to VA#(Nt+N BF )×Na, or the received signal from CA#1 to CA#(N BF ×Na). For example, the direction estimation unit 214 calculates the order of the normal circularly polarized virtual receiving array correlation vectors h c1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) corresponding to the received signals of CA#5, CA#6, CA#13, and CA#14. Direction of arrival estimation is performed using partial array correlation vectors obtained by extracting the 5th, 6th, 13th, and 14th elements. The extracted partial array correlation vector is expressed as h c1sub (f b_cfar , f s_comp_cfar ). Further, the number of dimensions of h c1sub (f b_cfar , f s_comp_cfar ) is assumed to be N c1sub .

方向推定部214は、例えば、方向推定評価関数値PHc1(θ, fb_cfar, fs_comp_cfar)における方位方向θを規定された角度範囲内で可変として空間プロファイルを算出する。方向推定部214は、算出した空間プロファイルの極大ピークを大きい順に所定数抽出し、極大ピークの方位方向を到来方向推定値(例えば、測位出力)として出力する。 The direction estimation unit 214 calculates a spatial profile by making the azimuth direction θ in the direction estimation evaluation function value P Hc1 (θ, f b_cfar , f s_comp_cfar ) variable within a defined angular range, for example. The direction estimation unit 214 extracts a predetermined number of maximum peaks of the calculated spatial profile in descending order of magnitude, and outputs the azimuth direction of the maximum peak as an estimated direction of arrival value (eg, positioning output).

なお、方向推定評価関数値PHc1(θ, fb_cfar, fs_comp_cfar)は、到来方向推定アルゴリズムによって各種の方法がある。例えば、非特許文献3に開示されているアレーアンテナを用いた推定方法を用いてもよい。 Note that there are various methods for determining the direction estimation evaluation function value P Hc1 (θ, f b_cfar , f s_comp_cfar ) depending on the direction of arrival estimation algorithm. For example, an estimation method using an array antenna disclosed in Non-Patent Document 3 may be used.

例えば、ビームフォーマ法は次式(60)のように表すことができる。他にも、Capon, MUSICといった手法も同様に適用可能である。

Figure 2023141038000064
For example, the beamformer method can be expressed as the following equation (60). Other methods such as Capon and MUSIC are also applicable.
Figure 2023141038000064

また、ac1subu)は、方位方向θuの到来波に対する抽出した部分的な仮想受信アレーCA#5,CA#6,CA#13,CA#14の方向ベクトルを示す。 Further, a c1subu ) indicates the direction vector of the extracted partial virtual reception arrays CA#5, CA#6, CA#13, and CA#14 with respect to the arriving wave in the azimuth direction θ u .

また、Dc1calは、部分的な仮想受信アレーCA#5,CA#6,CA#13,CA#14のアンテナ間の位相偏差及び振幅偏差を補正するアレー補正係数及びアンテナ間の素子間結合の影響を低減する係数を含むN c1sub次の行列である。仮想受信アレーのアンテナ間の結合が無視できる場合、D c1calは、対角行列となり、対角成分に送信アレーアンテナ間及び受信アレーアンテナ間の位相偏差及び振幅偏差を補正するアレー補正係数が含まれる。 In addition, D c1cal is the array correction coefficient that corrects the phase deviation and amplitude deviation between the antennas of the partial virtual reception array CA#5, CA#6, CA#13, CA#14, and the inter-element coupling between the antennas. It is a matrix of order N c1sub containing coefficients that reduce the influence. If the coupling between the antennas of the virtual receiving array can be ignored, D c1cal becomes a diagonal matrix, and the diagonal components include array correction coefficients that correct the phase deviation and amplitude deviation between the transmitting array antennas and between the receiving array antennas. .

また、例えば、方向推定部214は、交差偏波を用いる方向推定処理を行ってもよい。例えば、送信には正旋円偏波アンテナを用いて、受信には逆旋円偏波アンテナを用いる場合の方向推定処理を行う場合、方向推定部214は、CA#7,CA#8,CA#15,CA#16からなる4つの仮想受信アンテナを抽出し、上述した処理と同様の方向推定処理を行う。 Further, for example, the direction estimation unit 214 may perform direction estimation processing using cross-polarized waves. For example, when performing direction estimation processing when a normal circularly polarized antenna is used for transmission and a counterclockwise circularly polarized antenna is used for reception, the direction estimation unit 214 uses CA#7, CA#8, CA Four virtual reception antennas consisting of #15 and CA#16 are extracted, and direction estimation processing similar to the processing described above is performed.

例えば、方向推定部214は、送信及び受信の偏波アンテナの組み合わせが同種である仮想受信アレーを用いる方向推定処理に限らず、送信及び受信の偏波アンテナの組み合わせが異なる仮想受信アレーを用いる方向推定処理を行ってもよい。例えば、方向推定部214は、CA#1~CA#16からなる第1のドップラ多重分離部213の出力から得られるすべての仮想受信アンテナを抽出し、上述した処理と同様の方向推定処理を行ってもよい。この場合、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせ(例えば、C/H、C/V等)が含まれる受信信号を用いて方向推定処理を行うことにより、偏波に依存性が低い方向推定結果が得られる。また、方向推定部214は、すべての仮想受信アンテナを用いて方向推定処理を行うため、受信SNRが向上し、レーダ装置10における検出性能を向上できる。また、利用可能な仮想受信アンテナの最大限の開口長を用いた方向推定処理を行うため、角度分解能も向上する。 For example, the direction estimation unit 214 is not limited to the direction estimation process using a virtual receiving array in which the combination of transmitting and receiving polarized antennas is the same, but also in the direction estimation process using a virtual receiving array having a different combination of transmitting and receiving polarized antennas. Estimation processing may also be performed. For example, the direction estimation unit 214 extracts all virtual reception antennas obtained from the output of the first Doppler multiplexing unit 213 consisting of CA#1 to CA#16, and performs direction estimation processing similar to the processing described above. It's okay. In this case, the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using a received signal that includes a combination of different types of polarization (for example, C/H, C/V, etc.), thereby eliminating polarization dependence. A low direction estimation result is obtained. Furthermore, since the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using all virtual reception antennas, the reception SNR is improved and the detection performance of the radar device 10 can be improved. Furthermore, since direction estimation processing is performed using the maximum aperture length of the available virtual reception antenna, angular resolution is also improved.

方向推定部214は、例えば、上記のような送信及び受信とも同種の偏波アンテナを用いる方向推定処理と、異なる種類の偏波を組み合わせた方向推定処理とを行い、これら両方の方向推定結果を方向推定処理結果としてもよい。これにより、偏波に依存度の高い方向推定処理結果と、偏波の依存性が低い方向推定処理結果が得られる。このような方向推定処理の結果を、図に示していない物標識別処理部に入力し、物標の識別処理を行ってもよい。 For example, the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using the same type of polarized antenna for both transmission and reception as described above, and direction estimation processing that combines different types of polarization, and uses the direction estimation results of both of these. It may also be a result of direction estimation processing. As a result, a direction estimation processing result with a high polarization dependence and a direction estimation processing result with a low polarization dependence can be obtained. The results of such direction estimation processing may be input to a processing unit for each object mark (not shown) to perform target object identification processing.

<逆旋円偏波に対する方向推定処理>
例えば、送受信とも逆旋円偏波アンテナを用いる方向推定処理を行う場合、方向推定部214は、RA#7,RA#8,RA#15,RA#16からなる4つの仮想受信アンテナを抽出し、方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for anti-circularly polarized waves>
For example, when performing direction estimation processing using counter-rotating circularly polarized antennas for both transmission and reception, the direction estimation unit 214 extracts four virtual reception antennas consisting of RA#7, RA#8, RA#15, and RA#16. , performs direction estimation processing.

逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_comp_cfar)は列ベクトルであり、これに含まれる第1番目の要素から第NBF×Na番目の要素は、仮想アンテナVA#(Nt×Na+1)からVA#(Nt+NBF)×Naの受信信号、あるいは、RA#1~RA#(NBF×Na)の受信信号を表す。例えば、方向推定部214は、RA#7,RA#8,RA#15,RA#16の受信信号に相当する逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_comp_cfar)の第7、第8、第15、第16の要素を抽出した部分的なアレー相関ベクトルを用いて到来方向推定を行う。抽出した部分的なアレー相関ベクトルをhc2sub(fb_cfar, fs_comp_cfar)と表記する。また、hc2sub(fb_cfar, fs_comp_cfar)の次元数をNc2subとする。 The counter-rotating circularly polarized virtual reception array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) is a column vector, and the first to N BF ×Na elements included in this are the virtual antenna VA#( Represents the received signal from Nt×Na+1) to VA#(Nt+N BF )×Na, or the received signal from RA#1 to RA#(N BF ×Na). For example, the direction estimation unit 214 calculates the direction of the anti-circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) corresponding to the received signals of RA#7, RA#8, RA#15, and RA#16. Direction of arrival is estimated using the partial array correlation vector obtained by extracting the 7th, 8th, 15th, and 16th elements. The extracted partial array correlation vector is expressed as h c2sub (f b_cfar , f s_comp_cfar ). Further, the number of dimensions of h c2sub (f b_cfar , f s_comp_cfar ) is assumed to be N c2sub .

方向推定部214は、例えば、方向推定評価関数値PHc2(θ, fb_cfar, fs_comp_cfar)における方位方向θを規定された角度範囲内で可変として空間プロファイルを算出する。方向推定部214は、算出した空間プロファイルの極大ピークを大きい順に所定数抽出し、極大ピークの方位方向を到来方向推定値(例えば、測位出力)として出力する。 The direction estimation unit 214 calculates a spatial profile by making the azimuth direction θ in the direction estimation evaluation function value P Hc2 (θ, f b_cfar , f s_comp_cfar ) variable within a defined angular range, for example. The direction estimation unit 214 extracts a predetermined number of maximum peaks of the calculated spatial profile in descending order of magnitude, and outputs the azimuth direction of the maximum peak as an estimated direction of arrival value (eg, positioning output).

なお、方向推定評価関数値PHc2(θ, fb_cfar, fs_comp_cfar)は、到来方向推定アルゴリズムによって各種の方法がある。例えば、非特許文献3に開示されているアレーアンテナを用いた推定方法を用いてもよい。 Note that there are various methods for determining the direction estimation evaluation function value P Hc2 (θ, f b_cfar , f s_comp_cfar ) depending on the direction of arrival estimation algorithm. For example, an estimation method using an array antenna disclosed in Non-Patent Document 3 may be used.

例えば、ビームフォーマ法は次式(61)のように表すことができる。他にも、Capon, MUSICといった手法も同様に適用可能である。

Figure 2023141038000065
For example, the beamformer method can be expressed as the following equation (61). Other methods such as Capon and MUSIC are also applicable.
Figure 2023141038000065

また、ac2subu)は、方位方向θuの到来波に対する抽出した部分的な仮想受信アレーRA#7,RA#8,RA#15,RA#16の方向ベクトルを示す。 Further, a c2subu ) indicates the direction vector of the extracted partial virtual reception arrays RA#7, RA#8, RA#15, and RA#16 with respect to the arriving wave in the azimuth direction θ u .

また、Dc2calは、部分的な仮想受信アレーRA#7,RA#8,RA#15,RA#16のアンテナ間の位相偏差及び振幅偏差を補正するアレー補正係数及びアンテナ間の素子間結合の影響を低減する係数を含むN c2sub次の行列である。仮想受信アレーのアンテナ間の結合が無視できる場合、D c2calは、対角行列となり、対角成分に送信アレーアンテナ間及び受信アレーアンテナ間の位相偏差及び振幅偏差を補正するアレー補正係数が含まれる。 In addition, D c2cal is the array correction coefficient that corrects the phase deviation and amplitude deviation between the antennas of the partial virtual reception arrays RA#7, RA#8, RA#15, and RA#16, and the inter-element coupling between the antennas. It is a matrix of order N c2sub containing coefficients that reduce the influence. If the coupling between the antennas of the virtual receiving array can be ignored, D c2cal becomes a diagonal matrix, and the diagonal components include array correction coefficients that correct the phase deviation and amplitude deviation between the transmitting array antennas and between the receiving array antennas. .

また、例えば、方向推定部214は、交差偏波を用いた方向推定処理を行ってもよい。例えば、送信には逆旋円偏波アンテナを用いて、受信には正旋円偏波アンテナを用いる場合の方向推定処理を行う場合、方向推定部214は、RA#5,RA#6,RA#13,RA#14からなる4つの仮想受信アンテナを抽出し、上述した処理と同様の方向推定処理を行う。 Further, for example, the direction estimation unit 214 may perform direction estimation processing using cross-polarized waves. For example, when performing direction estimation processing when a counter-rotating circularly polarized antenna is used for transmission and a right-rotating circularly polarized antenna is used for reception, the direction estimation unit 214 uses RA#5, RA#6, RA Four virtual receiving antennas consisting of #13 and RA #14 are extracted, and direction estimation processing similar to the processing described above is performed.

例えば、方向推定部214は、送信及び受信の偏波アンテナの組み合わせが同種である仮想受信アレーを用いる方向推定処理に限らず、送信及び受信の偏波アンテナの組み合わせが異なる仮想受信アレーを用いる方向推定処理を行ってもよい。例えば、方向推定部214は、RA#1~RA#16からなる第2のドップラ多重分離部213の出力から得られるすべての仮想受信アンテナを抽出し、上述した処理と同様の方向推定処理を行ってもよい。この場合、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせ(例えば、R/H、R/V等)が含まれる受信信号を用いて方向推定処理を行うことにより、偏波に依存性が低い方向推定結果が得られる。また、方向推定部214は、すべての仮想受信アンテナを用いて方向推定処理を行うため、受信SNRが向上し、レーダ装置10における検出性能を向上できる。また、利用可能な仮想受信アンテナの最大限の開口長を用いた方向推定処理を行うため、角度分解能も向上する。 For example, the direction estimation unit 214 is not limited to the direction estimation process using a virtual receiving array in which the combination of transmitting and receiving polarized antennas is the same, but also in the direction estimation process using a virtual receiving array having a different combination of transmitting and receiving polarized antennas. Estimation processing may also be performed. For example, the direction estimation unit 214 extracts all virtual receiving antennas obtained from the output of the second Doppler demultiplexer 213 consisting of RA#1 to RA#16, and performs direction estimation processing similar to the processing described above. It's okay. In this case, the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using a received signal that includes a combination of different types of polarization (for example, R/H, R/V, etc.), thereby eliminating polarization dependence. A low direction estimation result is obtained. Furthermore, since the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using all virtual reception antennas, the reception SNR is improved and the detection performance of the radar device 10 can be improved. Furthermore, since direction estimation processing is performed using the maximum aperture length of the available virtual reception antenna, angular resolution is also improved.

方向推定部214は、例えば、上記のような送信及び受信とも同種の偏波アンテナを用いる方向推定処理と、異なる種類の偏波を組み合わせた方向推定処理とを行い、これら両方の方向推定結果を方向推定処理結果としてもよい。これにより、偏波に依存度の高い方向推定処理結果と、偏波の依存性が低い方向推定処理結果が得られる。このような方向推定処理の結果を、図に示していない物標識別処理部に入力し、物標の識別処理を行ってもよい。 For example, the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using the same type of polarized antenna for both transmission and reception as described above, and direction estimation processing that combines different types of polarization, and uses the direction estimation results of both of these. It may also be a result of direction estimation processing. As a result, a direction estimation processing result with a high polarization dependence and a direction estimation processing result with a low polarization dependence can be obtained. The results of such direction estimation processing may be input to a processing unit for each object mark (not shown) to perform target object identification processing.

以上、逆旋円偏波に対する方向推定処理の例について説明した。 An example of direction estimation processing for anti-circularly polarized waves has been described above.

また、方向推定部214は、例えば、第1及び第2のドップラ多重分離部213の出力を用いて、方向推定処理を行ってもよい。 Further, the direction estimation unit 214 may perform direction estimation processing using, for example, the outputs of the first and second Doppler multiplexing/demultiplexing units 213.

例えば、送受信とも正円偏波アンテナ(例えば、C/C)、及び、送受信とも逆旋円偏波アンテナ(例えば、R/R)を用いる場合、方向推定部214は、第1のドップラ多重分離部213の出力からCA#5,CA#6,CA#13,CA#14からなる4つの仮想受信アンテナを抽出し、第2のドップラ多重分離部213の出力からRA#7,RA#8,RA#15,RA#16からなる4つの仮想受信アンテナを抽出し、抽出したそれぞれの部分的なアレー相関ベクトルをhc1sub(fb_cfar, fs_comp_cfar)及びhc2sub(fb_cfar, fs_comp_cfar)を用いて方向推定処理を行う。 For example, when using a circularly polarized antenna (e.g., C/C) for both transmission and reception, and a counter-rotating circularly polarized antenna (e.g., R/R) for both transmission and reception, the direction estimation unit 214 performs first Doppler demultiplexing. Four virtual reception antennas consisting of CA#5, CA#6, CA#13, and CA#14 are extracted from the output of the second Doppler demultiplexer 213, and RA#7, RA#8, Four virtual receiving antennas consisting of RA#15 and RA#16 are extracted, and the extracted partial array correlation vectors are calculated using h c1sub (f b_cfar , f s_comp_cfar ) and h c2sub (f b_cfar , f s_comp_cfar ). direction estimation process.

方向推定部214は、例えば、方向推定評価関数値PHc12(θ, fb_cfar, fs_comp_cfar)における方位方向θを規定された角度範囲内で可変として空間プロファイルを算出する。方向推定部214は、算出した空間プロファイルの極大ピークを大きい順に所定数抽出し、極大ピークの方位方向を到来方向推定値(例えば、測位出力)として出力する。 The direction estimation unit 214 calculates a spatial profile by making the azimuth direction θ in the direction estimation evaluation function value P Hc12 (θ, f b_cfar , f s_comp_cfar ) variable within a defined angular range, for example. The direction estimation unit 214 extracts a predetermined number of maximum peaks of the calculated spatial profile in descending order of magnitude, and outputs the azimuth direction of the maximum peak as an estimated direction of arrival value (eg, positioning output).

なお、方向推定評価関数値PHc12(θ, fb_cfar, fs_comp_cfar)は、到来方向推定アルゴリズムによって各種の方法がある。例えば、非特許文献3に開示されているアレーアンテナを用いた推定方法を用いてもよい。 Note that there are various methods for determining the direction estimation evaluation function value P Hc12 (θ, f b_cfar , f s_comp_cfar ) depending on the direction of arrival estimation algorithm. For example, an estimation method using an array antenna disclosed in Non-Patent Document 3 may be used.

例えば、ビームフォーマ法は次式(62)のように表すことができる。他にも、Capon, MUSICといった手法も同様に適用可能である。

Figure 2023141038000066
For example, the beam former method can be expressed as the following equation (62). Other methods such as Capon and MUSIC are also applicable.
Figure 2023141038000066

また、例えば、方向推定部214は、送受信が交差偏波となる円偏波アンテナの組み合わせ(例えば、C/R及びR/C)を用いる場合、第1のドップラ多重分離部213の出力からCA#7,CA#8,CA#15,CA#16からなる4つの仮想受信アンテナを抽出し、第2のドップラ多重分離部213の出力からRA#5,RA#6,RA#13,RA#14からなる4つの仮想受信アンテナを抽出し、抽出したそれぞれの部分的なアレー相関ベクトルをhc1sub(fb_cfar, fs_comp_cfar)及ぶhc2sub(fb_cfar, fs_comp_cfar)を用いて、同様な方向推定処理を行う。 For example, when using a combination of circularly polarized antennas (for example, C/R and R/C) in which transmission and reception are cross-polarized waves, the direction estimation unit 214 calculates the CA Extract four virtual receiving antennas consisting of #7, CA#8, CA#15, and CA#16, and RA#5, RA#6, RA#13, RA# from the output of the second Doppler demultiplexer 213. A similar direction estimation is performed by extracting four virtual receive antennas consisting of Perform processing.

このように、方向推定部214は、第1及び第2のドップラ多重分離部213の出力を用いて、方向推定処理する場合、より多くの仮想アンテナを用いることができ、受信SNRが改善し、レーダ装置10における物標の検出性能を向上できる。 In this way, when the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using the outputs of the first and second Doppler multiplexing/demultiplexing units 213, more virtual antennas can be used, the reception SNR is improved, The target detection performance of the radar device 10 can be improved.

また、方向推定部214は、符号化ドップラ多重分離部212の出力、及び、第1及び第2のドップラ多重分離部213の何れかあるいは両者の出力を用いて、方向推定処理を行ってもよい。 Further, the direction estimation unit 214 may perform the direction estimation process using the output of the encoded Doppler demultiplexer 212 and the output of either or both of the first and second Doppler demultiplexers 213. .

例えば、方向推定部214は、VA#1~#32からなる符号化ドップラ多重分離部212の出力から得られるすべての仮想受信アンテナを抽出し、CA#1~CA#16からなる第1のドップラ多重分離部の出力から得られるすべての仮想受信アンテナを抽出し、RA#1~RA#16からなる第2のドップラ多重分離部213の出力から得られるすべての仮想受信アンテナを抽出し、抽出したそれぞれの部分的なアレー相関ベクトルをhsub(fb_cfar, fs_comp_cfar)、hc1sub(fb_cfar, fs_comp_cfar)及ぶhc2sub(fb_cfar, fs_comp_cfar)を用いて方向推定処理を行う。 For example, the direction estimation unit 214 extracts all virtual receiving antennas obtained from the output of the encoded Doppler demultiplexer 212 consisting of VA#1 to #32, and selects the first Doppler antenna consisting of CA#1 to CA#16. All virtual reception antennas obtained from the output of the demultiplexer are extracted, and all virtual reception antennas obtained from the output of the second Doppler demultiplexer 213 consisting of RA#1 to RA#16 are extracted. Direction estimation processing is performed using the respective partial array correlation vectors h sub (f b_cfar , f s_comp_cfar ), h c1sub (f b_cfar , f s_comp_cfar ) and h c2sub (f b_cfar , f s_comp_cfar ).

方向推定部214は、例えば、方向推定評価関数値PHall(θ, fb_cfar, fs_comp_cfar)における方位方向θを規定された角度範囲内で可変として空間プロファイルを算出する。方向推定部214は、算出した空間プロファイルの極大ピークを大きい順に所定数抽出し、極大ピークの方位方向を到来方向推定値(例えば、測位出力)として出力する。 The direction estimation unit 214 calculates a spatial profile by making the azimuth direction θ in the direction estimation evaluation function value P Hall (θ, f b_cfar , f s_comp_cfar ) variable within a defined angular range, for example. The direction estimation unit 214 extracts a predetermined number of maximum peaks of the calculated spatial profile in descending order of magnitude, and outputs the azimuth direction of the maximum peak as an estimated direction of arrival value (eg, positioning output).

なお、方向推定評価関数値PHall(θ, fb_cfar, fs_comp_cfar)は、到来方向推定アルゴリズムによって各種の方法がある。例えば、非特許文献3に開示されているアレーアンテナを用いた推定方法を用いてもよい。 Note that there are various methods for determining the direction estimation evaluation function value P Hall (θ, f b_cfar , f s_comp_cfar ) depending on the direction of arrival estimation algorithm. For example, an estimation method using an array antenna disclosed in Non-Patent Document 3 may be used.

例えば、ビームフォーマ法は次式(63)のように表すことができる。他にも、Capon, MUSICといった手法も同様に適用可能である。

Figure 2023141038000067
For example, the beamformer method can be expressed as in the following equation (63). Other methods such as Capon and MUSIC are also applicable.
Figure 2023141038000067

上記の場合、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせを含む受信信号を用いて方向推定処理を行うことにより、偏波に依存性が低い方向推定結果が得られる。また、方向推定部214は、すべての仮想受信アンテナを用いて方向推定処理を行うため、受信SNRが向上し、レーダ装置10における検出性能を向上できる。また、利用可能な仮想受信アンテナの最大限の開口長を用いた方向推定処理を行うため、角度分解能も向上する。より多くの仮想アンテナを用いることができ、受信SNRが改善し、物標の検出性能を高めることができる。 In the above case, the direction estimation unit 214 can obtain a direction estimation result that is less dependent on polarization by performing direction estimation processing using a received signal that includes a combination of different types of polarization. Furthermore, since the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using all virtual reception antennas, the reception SNR is improved and the detection performance of the radar device 10 can be improved. Furthermore, since direction estimation processing is performed using the maximum aperture length of the available virtual reception antenna, angular resolution is also improved. More virtual antennas can be used, the reception SNR can be improved, and target detection performance can be improved.

ここで、例えば、水平偏波、垂直偏波、正旋円偏波及び逆旋円偏波の4偏波に対して、それぞれ2送信MIMOを構成するには、既存の方法では8個の送信アンテナを用いる。これに対して、本実施の形態では、4偏波に対してそれぞれ2送信MIMOを構成するには、4個の送信アンテナ109を用いることで実現でき、送信アンテナ数を削減する効果が得られる。また、本実施の形態において、ドップラ多重信号に対して符号多重送信するため、送信時間の短縮が図れる。例えば、4個の送信アンテナを時分割で切り替える場合と比較して、送信時間を半減する効果も得られる。 For example, in order to configure 2 transmission MIMO for each of the four polarizations: horizontal polarization, vertical polarization, normal circular polarization, and anti-rotation circular polarization, the existing method requires 8 transmissions. Use an antenna. On the other hand, in this embodiment, configuring 2 transmission MIMO for each of the four polarizations can be achieved by using four transmission antennas 109, and the effect of reducing the number of transmission antennas can be obtained. . Furthermore, in this embodiment, code multiplexing transmission is performed on the Doppler multiplexed signal, so the transmission time can be shortened. For example, compared to the case where four transmitting antennas are switched in time division, the effect of halving the transmission time can also be obtained.

また、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせが含まれる受信信号を用いて方向推定処理を行ってもよい。この場合、偏波に依存性が低い方向推定結果が得られ、より多くの仮想アンテナを用いた方向推定処理を行うことで、受信SNRが向上するため、レーダ装置10における検出性能を向上できる。また、利用可能な仮想受信アンテナの最大限の開口長を用いた方向推定処理を行うため、角度分解能も向上する。例えば、すべての仮想受信アンテナを用いて方向推定処理を行う場合、最大(Nt×Na+2×NBF×Na)個の仮想受信アンテナを利用することができ、Nt×Na個よりも多くの仮想受信アンテナを利用することができる。 Further, the direction estimation unit 214 may perform direction estimation processing using a received signal that includes a combination of different types of polarization. In this case, a direction estimation result that is less dependent on polarization is obtained, and the reception SNR is improved by performing direction estimation processing using more virtual antennas, so that the detection performance of the radar device 10 can be improved. Furthermore, since direction estimation processing is performed using the maximum aperture length of the available virtual reception antenna, angular resolution is also improved. For example, when performing direction estimation processing using all virtual reception antennas, a maximum of (Nt × Na + 2 × N BF × Na) virtual reception antennas can be used, and more than Nt × Na virtual reception antennas can be used. A virtual receiving antenna can be used.

また、方向推定部214は、例えば、上記のような送信及び受信とも同種の偏波アンテナを用いた方向推定処理と、異なる種類の偏波を組み合わせた方向推定処理とを行い、これら両方の方向推定結果を方向推定処理結果としてもよい。これにより、偏波に依存度の高い方向推定処理結果と、偏波の依存性が低い方向推定処理結果が得られる。このような方向推定処理の結果を、図に示していない物標識別処理部に入力し、物標の識別処理を行ってもよい。 Further, the direction estimation unit 214 performs, for example, direction estimation processing using the same type of polarized antenna for both transmission and reception as described above, and direction estimation processing using a combination of different types of polarization, and The estimation result may be the direction estimation processing result. As a result, a direction estimation processing result with a high polarization dependence and a direction estimation processing result with a low polarization dependence can be obtained. The results of such direction estimation processing may be input to a processing unit for each object mark (not shown) to perform target object identification processing.

方向推定部214は、例えば、各偏波の組み合わせ毎の方向推定結果とともに、測位結果として、距離インデックスfb_cfarに基づく距離情報、及び、ターゲットのドップラ周波数判定結果(符号化ドップラ多重分離部212におけるドップラ折り返し判定処理結果)に基づくターゲットのドップラ速度情報を出力してもよい。 For example, the direction estimation unit 214 includes the direction estimation result for each polarization combination, distance information based on the distance index f b_cfar , and the target Doppler frequency determination result (in the encoded Doppler demultiplexer 212) as the positioning result. Doppler velocity information of the target based on the Doppler aliasing determination processing result) may be output.

なお、位相回転量として、例えば、式(5)を用いる場合、ドップラ周波数情報は、符号化ドップラ多重分離部212におけるドップラ折り返し判定処理結果であるDrminを用いて、次式(64)のように拡張した範囲で算出可能となる。

Figure 2023141038000068
Note that when, for example, equation (5) is used as the amount of phase rotation, the Doppler frequency information is calculated as shown in equation (64) using D rmin , which is the result of Doppler aliasing determination processing in the encoded Doppler demultiplexer 212. Calculations can be made within the expanded range.
Figure 2023141038000068

また、位相回転量として、例えば、式(6)を用いる場合、ドップラ周波数情報は、ドップラ折り返し判定処理結果であるDrminを用いて、次式(65)のように拡張した範囲で算出可能となる。

Figure 2023141038000069
Furthermore, when using Equation (6) as the amount of phase rotation, for example, Doppler frequency information can be calculated in an expanded range as shown in Equation (65) below using D rmin , which is the result of Doppler aliasing determination processing. Become.
Figure 2023141038000069

なお、ドップラ周波数情報は相対速度成分に変換して出力されてもよい。ターゲットのドップラ折り返し判定結果であるDrminを用いてドップラ周波数インデックスfoutを相対速度成分vd(fout)に変換するには、次式(66)を用いてもよい。ここで、λは送信無線部(図示せず)から出力されるRF信号のキャリア周波数の波長(チャープ信号を用いる場合は、チャープ信号の中心周波数における波長を用いる。)である。また、Δfは、ドップラ解析部210におけるFFT処理でのドップラ周波数間隔である。例えば、本実施の形態では、Δf=1/{Ncode×Loc×Tr}である。

Figure 2023141038000070
Note that the Doppler frequency information may be converted into a relative velocity component and output. To convert the Doppler frequency index f out into a relative velocity component v d (f out ) using D rmin , which is the Doppler aliasing determination result of the target, the following equation (66) may be used. Here, λ is the wavelength of the carrier frequency of the RF signal output from the transmitter radio section (not shown) (when using a chirp signal, the wavelength at the center frequency of the chirp signal is used). Further, Δ f is a Doppler frequency interval in FFT processing in the Doppler analysis unit 210. For example, in this embodiment, Δ f =1/{N code ×Loc×T r }.
Figure 2023141038000070

なお、上述したアンテナの配置例において、4種類の偏波受信アンテナを用いた配置例を示したが、これに限定されず、例えば、2種類の偏波受信アンテナを用いてもよい。この場合、例えば、円偏波(右旋偏波、左旋偏波)あるいは異なる直線偏波(例えば、水平あるいは、垂直偏波)のうち、2種類の偏波受信アンテナを含む。 In addition, in the example of antenna arrangement mentioned above, the example of arrangement|positioning using four types of polarized-wave receiving antenna was shown, However, It is not limited to this, For example, you may use two types of polarized-wave receiving antenna. In this case, two types of polarization receiving antennas are included, for example, circularly polarized waves (right-handed polarized waves, left-handed polarized waves) or different linearly polarized waves (for example, horizontally or vertically polarized waves).

または、1種類の偏波受信アンテナを用いてもよい。この場合、例えば、円偏波(右旋偏波、左旋偏波)あるいは異なる直線偏波(例えば、水平あるいは、垂直偏波)のうち、1種類の偏波受信アンテナを含む。 Alternatively, one type of polarized receiving antenna may be used. In this case, one type of polarization receiving antenna is included, for example, circularly polarized waves (right-handed polarized waves, left-handed polarized waves) or different linearly polarized waves (for example, horizontally or vertically polarized waves).

以下、受信アンテナ202の偏波を2種類とした場合、及び1種類とした場合の配置例について説明する。 Hereinafter, examples of arrangement when the reception antenna 202 has two types of polarization and one type of polarization will be described.

[アンテナの配置例2]
図16は、受信アンテナ202の偏波を2種類(例えば、C及びR)とする場合のアンテナ配置例を示す。
[Antenna arrangement example 2]
FIG. 16 shows an example of antenna arrangement when the receiving antenna 202 has two types of polarization (for example, C and R).

図16の(a)に示すように、送信アンテナTx#1~Tx#4(例えば、Nt個の送信アンテナ109)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#8(例えば、Na個の受信アンテナ)の配置から、図16の(b)に示すような仮想受信アンテナ(又は、MIMO仮想アンテナ)の配置VA#1~VA#32が構成される。 As shown in FIG. 16(a), transmitting antennas Tx#1 to Tx#4 (for example, Nt transmitting antennas 109) and receiving antennas Rx#1 to Rx#8 (for example, Na receiving antennas 109), ), virtual receiving antenna (or MIMO virtual antenna) arrangements VA#1 to VA#32 as shown in FIG. 16(b) are constructed.

また、図16の(a)において、正旋円偏波ビーム送信アンテナTx#5及びTx#6(例えば、NBF個の送信アンテナ)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#8の配置から、図16の(c)に示すような正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#16が構成される。正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#16は、例えば、VA#33~VA#48とも表される。 In addition, in (a) of FIG. 16, from the arrangement of right circularly polarized beam transmitting antennas Tx#5 and Tx#6 (for example, N BF transmitting antennas) and receiving antennas Rx#1 to Rx#8, , arrangement CA#1 to CA#16 of right-rotating circularly polarized virtual reception antennas as shown in FIG. 16(c) are configured. Arrangements CA#1 to CA#16 of the right circularly polarized virtual receiving antennas are also expressed as VA#33 to VA#48, for example.

また、図16の(a)において、逆旋円偏波ビーム送信アンテナTx#5及びTx#6(例えば、NBF個の送信アンテナ)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#8の配置から、図16の(d)に示すような逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#16が構成される。逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#16は、例えば、VA#33~VA#48とも表される。逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#16は、それぞれ正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#16の配置と同じ配置となる。 In addition, in (a) of FIG. 16, from the arrangement of anti-rotating circularly polarized beam transmitting antennas Tx#5 and Tx#6 (for example, N BF transmitting antennas) and receiving antennas Rx#1 to Rx#8, , Arrangements RA#1 to RA#16 of counter-rotating circularly polarized virtual reception antennas are configured as shown in FIG. 16(d). Arrangements RA#1 to RA#16 of the counter-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are also expressed as VA#33 to VA#48, for example. Arrangements RA#1 to RA#16 of the counter-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are the same as the arrangements CA#1 to CA#16 of the right-rotating circularly polarized virtual receiving antennas, respectively.

なお、図16の(b)~(d)は、X軸上(図16では横方向)で重複する配置を含むため、図16の(b)~(d)では、縦方向にずらして記載するが、それぞれX軸上の位置に1次元的に配置される。また、各仮想受信アンテナにおける送信アンテナ偏波と受信アンテナ偏波との組み合わせはアンテナ毎に異なるため、(送信アンテナ偏波/受信アンテナ偏波)と記載している。例えば、水平偏波送信され、正旋円偏波偏波受信される場合の仮想受信アンテナは、「H/C」と記載する。 Note that (b) to (d) in Fig. 16 include overlapping arrangements on the X axis (horizontal direction in Fig. 16), so in Fig. 16 (b) to (d), the illustrations are shifted in the vertical direction. However, each is placed one-dimensionally at a position on the X axis. Furthermore, since the combination of transmitting antenna polarization and receiving antenna polarization in each virtual receiving antenna is different for each antenna, it is written as (transmitting antenna polarization/receiving antenna polarization). For example, a virtual reception antenna for transmitting horizontally polarized waves and receiving right circularly polarized waves is written as "H/C."

また、図16の(a)では、一例として、受信アンテナ202に正旋円偏波アンテナ及び逆旋円偏波アンテナが含まれる場合について説明したが、受信アンテナ202に含まれる偏波アンテナの種類、及び、組み合わせは、これに限定されず、他の偏波アンテナの種類、及び、組み合わせが適用されてもよい。 Furthermore, in (a) of FIG. 16, as an example, the case where the receiving antenna 202 includes a normal circularly polarized wave antenna and a counterclockwise circularly polarized wave antenna is explained, but the types of polarized wave antennas included in the receiving antenna 202 are , and combinations are not limited to these, and other polarized antenna types and combinations may be applied.

[アンテナの配置例3]
図17は、受信アンテナ202の偏波を1種類(例えば、C)とする場合のアンテナ配置例を示す。
[Antenna arrangement example 3]
FIG. 17 shows an example of antenna arrangement when the receiving antenna 202 has one type of polarization (for example, C).

図17の(a)に示すように、送信アンテナTx#1~Tx#4(例えば、Nt個の送信アンテナ109)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#8(例えば、Na個の受信アンテナ)の配置から、図17の(b)に示すような仮想受信アンテナ(又は、MIMO仮想アンテナ)の配置VA#1~VA#32が構成される。 As shown in FIG. 17(a), transmitting antennas Tx#1 to Tx#4 (for example, Nt transmitting antennas 109) and receiving antennas Rx#1 to Rx#8 (for example, Na receiving antennas 109), ), virtual receiving antenna (or MIMO virtual antenna) arrangements VA#1 to VA#32 as shown in FIG. 17(b) are constructed.

また、図17の(a)において、正旋円偏波ビーム送信アンテナTx#5及びTx#6(例えば、NBF個の送信アンテナ)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#8の配置から、図17の(c)に示すような正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#16が構成される。正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#16は、例えば、VA#33~VA#48とも表される。 In addition, in (a) of FIG. 17, from the arrangement of right circularly polarized beam transmitting antennas Tx#5 and Tx#6 (for example, N BF transmitting antennas) and receiving antennas Rx#1 to Rx#8, , arrangement CA#1 to CA#16 of right-rotating circularly polarized virtual reception antennas as shown in FIG. 17(c) are configured. Arrangements CA#1 to CA#16 of the right circularly polarized virtual receiving antennas are also expressed as VA#33 to VA#48, for example.

また、図17の(a)において、逆旋円偏波ビーム送信アンテナTx#5及びTx#6(例えば、NBF個の送信アンテナ)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#8の配置から、図17の(d)に示すような逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#16が構成される。逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#16は、例えば、VA#33~VA#48とも表される。逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#16は、それぞれ正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#16の配置と同じ配置となる。 In addition, in (a) of FIG. 17, from the arrangement of anti-rotating circularly polarized beam transmitting antennas Tx#5 and Tx#6 (for example, N BF transmitting antennas) and receiving antennas Rx#1 to Rx#8, , Arrangements RA#1 to RA#16 of counter-rotating circularly polarized virtual reception antennas are configured as shown in FIG. 17(d). Arrangements RA#1 to RA#16 of the counter-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are also expressed as VA#33 to VA#48, for example. Arrangements RA#1 to RA#16 of the counter-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are the same as the arrangements CA#1 to CA#16 of the right-rotating circularly polarized virtual receiving antennas, respectively.

なお、図17の(b)は、X軸上(図17では横方向)で重複する配置を含むため、図17の(b)では縦方向にずらして記載するが、それぞれX軸上の位置に1次元的に配置される。また、各仮想受信アンテナにおける送信アンテナ偏波と受信アンテナ偏波との組み合わせはアンテナ毎に異なるため、(送信アンテナ偏波/受信アンテナ偏波)と記載する。例えば、水平偏波送信され、垂直偏波受信された場合の仮想受信アンテナは、「H/V」と記載する。 Note that (b) in FIG. 17 includes overlapping arrangements on the X-axis (horizontal direction in FIG. 17), so although the illustrations are shifted in the vertical direction in (b) of FIG. 17, the respective positions on the X-axis are arranged one-dimensionally. Furthermore, since the combination of transmitting antenna polarization and receiving antenna polarization in each virtual receiving antenna is different for each antenna, it is written as (transmitting antenna polarization/receiving antenna polarization). For example, a virtual receiving antenna for horizontally polarized wave transmission and vertically polarized wave reception is written as "H/V."

なお、図17の(a)では、一例として、受信アンテナ202に正旋円偏波アンテナが含まれる場合について説明したが、受信アンテナ202に含まれる偏波アンテナの種類は、これに限定されず、他の偏波アンテナの種類が適用されてもよい。 Note that in FIG. 17(a), as an example, the case where the receiving antenna 202 includes a right circularly polarized antenna is described, but the type of polarized antenna included in the receiving antenna 202 is not limited to this. , other polarized antenna types may be applied.

ここで、上述したアンテナ配置例1~3は、送受信アンテナの偏波が同一となる仮想受信アンテナが均一間隔D(例えばD=0.5波長間隔)で配置される例について説明した。しかし、このような配置に限定されず、送受信アンテナの偏波が同一となる仮想受信アンテナの配置の一部に、間隔D(例えばD=0.5波長間隔)が含まれるように配置してもよい。このような配置となるアンテナ配置例について、以下、説明をする。 Here, in the antenna arrangement examples 1 to 3 described above, examples have been described in which virtual receiving antennas whose transmitting and receiving antennas have the same polarization are arranged at uniform intervals D H (for example, D H =0.5 wavelength interval). However, the arrangement is not limited to such an arrangement, and the arrangement may be such that the interval D H (for example, D H =0.5 wavelength interval) is included in a part of the arrangement of virtual receiving antennas in which the polarization of the transmitting and receiving antennas is the same. Good too. An example of antenna arrangement having such an arrangement will be described below.

[アンテナの配置例4]
図18は、送受信アンテナの偏波が同一となる仮想受信アンテナの配置の一部に、間隔D(例えばD=0.5波長間隔)が含まれる配置を示す。
[Antenna arrangement example 4]
FIG. 18 shows an arrangement in which a part of the arrangement of virtual receiving antennas in which the polarization of the transmitting and receiving antennas is the same includes an interval D H (for example, D H =0.5 wavelength interval).

図18の(a)に示すように、送信アンテナTx#1~Tx#4(例えば、Nt個の送信アンテナ109)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#4(例えば、Na個の受信アンテナ)の配置から、図18の(b)に示すように仮想受信アンテナ(又は、MIMO仮想アンテナ)の配置VA#1~VA#16が構成される。 As shown in FIG. 18(a), transmitting antennas Tx#1 to Tx#4 (for example, Nt transmitting antennas 109) and receiving antennas Rx#1 to Rx#4 (for example, Na receiving antennas 109), ), virtual receiving antenna (or MIMO virtual antenna) arrangements VA#1 to VA#16 are constructed as shown in FIG. 18(b).

また、図18の(a)において、正旋円偏波ビーム送信アンテナTx#5及びTx#6(例えば、NBF個の送信アンテナ)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#8の配置から、図18の(c)に示すような正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#8が構成される。正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA8#は、例えば、VA#17~VA#24とも表される。 In addition, in (a) of FIG. 18, from the arrangement of right circularly polarized beam transmitting antennas Tx#5 and Tx#6 (for example, N BF transmitting antennas) and receiving antennas Rx#1 to Rx#8, , arrangements CA#1 to CA#8 of right-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are configured as shown in FIG. 18(c). Arrangements CA#1 to CA8# of the right circularly polarized virtual receiving antennas are also expressed as VA#17 to VA#24, for example.

また、図18の(a)において、逆旋円偏波ビーム送信アンテナTx#5及びTx#6(例えば、NBF個の送信アンテナ)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#8の配置から、図18の(d)に示すような逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#8が構成される。逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#8は、例えば、VA#17~VA#24とも表される。逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#8は、それぞれ正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#8の配置と同じ配置となる。 In addition, in (a) of FIG. 18, from the arrangement of anti-rotating circularly polarized beam transmitting antennas Tx#5 and Tx#6 (for example, N BF transmitting antennas) and receiving antennas Rx#1 to Rx#8, , Arrangements RA#1 to RA#8 of counter-rotating circularly polarized virtual reception antennas are configured as shown in FIG. 18(d). Arrangements RA#1 to RA#8 of the counter-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are also expressed as VA#17 to VA#24, for example. Arrangements RA#1 to RA#8 of the anti-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are the same as the arrangements CA#1 to CA#8 of the right-rotating circularly polarized virtual receiving antennas, respectively.

なお、図18の(b)は、X軸上(図18では横方向)で重複する配置を含むため、図18の(b)では縦方向にずらして記載するが、それぞれX軸上の位置に1次元的に配置される。また、各仮想受信アンテナにおける送信アンテナ偏波と受信アンテナ偏波との組み合わせはアンテナ毎に異なるため、(送信アンテナ偏波/受信アンテナ偏波)と記載する。例えば、水平偏波送信され、垂直偏波受信された場合の仮想受信アンテナは、「H/V」と記載する。 Note that (b) in FIG. 18 includes overlapping arrangements on the X-axis (horizontal direction in FIG. 18), so although the illustrations are shifted in the vertical direction in (b) of FIG. 18, the respective positions on the X-axis are arranged one-dimensionally. Furthermore, since the combination of transmitting antenna polarization and receiving antenna polarization in each virtual receiving antenna is different for each antenna, it is written as (transmitting antenna polarization/receiving antenna polarization). For example, a virtual receiving antenna for horizontally polarized wave transmission and vertically polarized wave reception is written as "H/V."

図18の(a)に示すようにビーム送信アンテナTx#5,Tx#6の間隔は間隔2D(例えばD=0.5波長間隔の場合、1波長)に設定され、受信アンテナRx#1~Rx#4の間隔は間隔3D(例えばD=0.5波長間隔の場合、1.5波長)に設定される。これにより、図18の(c)に示す正旋円偏波仮想受信アンテナ配置、及び、図18の(d)に示す逆旋円偏波仮想受信アンテナ配置には、間隔D及び間隔2Dを含む仮想受信アンテナ配置が得られる。これにより、正旋円偏波及び逆旋円偏に対する方向推定は、間隔2Dを含む仮想受信アンテナ配置となり開口長を拡大しつつ、間隔Dを含むことから、角度分解能を高めつつ、グレーティングローブの抑圧も可能な配置となる。 As shown in FIG. 18(a), the interval between beam transmitting antennas Tx#5 and Tx#6 is set to 2D H (for example, 1 wavelength when D H = 0.5 wavelength interval), and the receiving antennas Rx#1 to The interval of Rx#4 is set to an interval of 3D H (for example, 1.5 wavelengths when D H =0.5 wavelength interval). As a result, the regular circularly polarized virtual receiving antenna arrangement shown in FIG. 18(c) and the anti-rotating circularly polarized virtual receiving antenna arrangement shown in FIG . A virtual receiving antenna arrangement including As a result, the direction estimation for normal circularly polarized waves and anti-rotating circularly polarized waves becomes a virtual receiving antenna arrangement including a spacing of 2D, which increases the aperture length and includes a spacing DH , so that the angular resolution is improved and the grating lobe is This arrangement also makes it possible to suppress

アンテナ配置例4では、ビーム送信アンテナTx#5,Tx#6は、複数の送信アンテナ109を用いてビーム送信するため、1波長程度以上の間隔となる。このため、ビーム送信アンテナの間隔に対して、受信アンテナ202の間隔の差分が間隔Dとなるアンテナ配置により、正旋円偏波仮想受信アンテナ配置及び逆旋円偏波仮想受信アンテナ配置には間隔Dを含み間隔Dよりも広い間隔を含む仮想受信アンテナ配置が得られる。これにより、正旋円偏波及び逆旋円偏に対する方向推定では、開口長を拡大し、また、間隔Dを含むことから、角度分解能を向上でき、グレーティングローブを抑圧できる。 In antenna arrangement example 4, beam transmitting antennas Tx#5 and Tx#6 transmit beams using a plurality of transmitting antennas 109, and therefore are spaced apart by about one wavelength or more. Therefore, with an antenna arrangement in which the difference between the spacing of the receiving antennas 202 with respect to the spacing of the beam transmitting antennas is the spacing D A virtual receive antenna arrangement is obtained that includes spacing D H and includes spacing wider than spacing D H. As a result, in direction estimation for normal circularly polarized waves and anti-rotating circularly polarized waves, the aperture length is expanded and the interval DH is included, so angular resolution can be improved and grating lobes can be suppressed.

なお、上述した配置例は、仮想受信アンテナが、例えば、水平方向に一次元的に並ぶ配置としたが、このような配置に限定されず、水平方向及び垂直方向を含む2次元平面上に配置される送受信アンテナを用いてもよい。このような配置を用いることで、物標の方向推定処理として、例えば、水平方向及び垂直方向の2次元的な方向推定結果を得ることができる。 In addition, in the above-mentioned arrangement example, the virtual reception antennas are arranged one-dimensionally in the horizontal direction, but the arrangement is not limited to this arrangement, and the virtual receiving antennas may be arranged on a two-dimensional plane including the horizontal and vertical directions. A transmitting/receiving antenna may also be used. By using such an arrangement, it is possible to obtain, for example, two-dimensional direction estimation results in the horizontal and vertical directions as a target direction estimation process.

また、Dは、0.5波長に限らず、例えば、0.45波長~0.8波長程度(例えば、0.45λ~0.8λの範囲の何れかの値)に設定されてよい。 Further, D H is not limited to 0.5 wavelength, but may be set to, for example, about 0.45 wavelength to 0.8 wavelength (for example, any value in the range of 0.45λ to 0.8λ).

以上、アンテナ配置例について説明した。 The antenna arrangement example has been described above.

以上のように、本実施の形態では、レーダ装置10は、各送信周期において、複数の送信アンテナ109のうち少なくとも一組の隣り合う送信アンテナ109である水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナとの間の位相が90°又は-90°異なる位相回転量(例えば、直交符号系列に対応する位相回転量)が付与されたレーダ送信信号を複数の送信アンテナ109から多重送信する。 As described above, in the present embodiment, the radar device 10 is configured to connect at least one set of adjacent transmitting antennas 109, a horizontally polarized antenna and a vertically polarized antenna, among the plurality of transmitting antennas 109 in each transmission cycle. Radar transmission signals given phase rotation amounts (for example, phase rotation amounts corresponding to orthogonal code sequences) whose phases differ by 90° or -90° are multiplexed from a plurality of transmitting antennas 109.

これにより、少なくとも一組の隣り合う送信アンテナ109から送信された信号に対応する、送信周期毎の受信信号は、各送信アンテナ109に対応する直線偏波(例えば、水平偏波又は垂直偏波)と異なる円偏波(例えば、正旋円偏波又は逆旋円偏波)で送信されたレーダ送信信号に対応する受信信号とみなすことができる。このため、レーダ装置10は、例えば、直線偏波アンテナである複数の送信アンテナ109を用いて、直線偏波に加え、円偏波を用いた多重送信が可能となる。 Thereby, the received signal for each transmission period corresponding to the signals transmitted from at least one set of adjacent transmitting antennas 109 is a linearly polarized wave (for example, horizontally polarized wave or vertically polarized wave) corresponding to each transmitting antenna 109. It can be regarded as a received signal corresponding to a radar transmission signal transmitted with a different circular polarization (for example, positive circular polarization or anti-rotating circular polarization). Therefore, the radar device 10 is capable of multiplex transmission using circularly polarized waves in addition to linearly polarized waves, for example, using a plurality of transmitting antennas 109 that are linearly polarized antennas.

よって、本実施の形態によれば、例えば、垂直偏波及び水平偏波に加え、左旋円偏波及び右旋円偏波4種類の偏波を送信する場合でも、使用する送信アンテナ109の増加を抑えて、レーダ装置10における物標の検知精度を向上できる。 Therefore, according to the present embodiment, even when transmitting four types of polarized waves, for example, left-handed circularly polarized waves and right-handed circularly polarized waves in addition to vertically polarized waves and horizontally polarized waves, the number of transmitting antennas 109 to be used can be increased. The detection accuracy of the target object in the radar device 10 can be improved by suppressing this.

なお、本実施の形態において用いる符号Code及びCodeは、送信アンテナ109間の位相偏差が予め補正される場合の符号を表している。従って、各送信アンテナ109の給電点における位相差は、各送信アンテナ109に付与された符号Code及びCodeの符号要素間の位相差となる。ここで、レーダ装置10がCode={OC(1), OC(2)}、Code={OC(1), OC(2)}を用いて送信を行う場合、各符号要素間の位相差は、angle[OC2(1)]-angle[OC(1)]及びangle[OC2(2)]-angle[OC(2)]で与えられる。従って、本実施の形態において、レーダ装置10が、2個の送信アンテナ109から同一のドップラ多重信号を用いて、符号長Loc=2からなるNCM=2の直交符号系列として、例えば、Code={1, 1}とCode={j, -j}を用いて送信する場合、2個の送信アンテナ109の給電点間の位相差は、angle[OC2(1)]-angle[OC(1)]=90°及び、angle[OC2(2)]-angle[OC(2)]=-90°となり、送信周期毎に2個の送信アンテナ109の給電点間の位相差は、90°あるいは-90°となる。 Note that codes Code 1 and Code 2 used in this embodiment represent codes when the phase deviation between the transmitting antennas 109 is corrected in advance. Therefore, the phase difference at the feeding point of each transmitting antenna 109 is the phase difference between code elements of codes Code 1 and Code 2 assigned to each transmitting antenna 109. Here, when the radar device 10 transmits using Code 1 = {OC 1 (1), OC 1 (2)} and Code 2 = {OC 2 (1), OC 2 (2)}, each code The phase difference between elements is given by angle[OC 2 (1)]-angle[OC 1 (1)] and angle[OC 2 (2)]-angle[OC 1 (2)]. Therefore, in the present embodiment, the radar device 10 uses the same Doppler multiplexed signal from the two transmitting antennas 109 to generate an orthogonal code sequence of N CM =2 with code length Loc = 2, for example, Code 1 . ={1, 1} and Code 2 ={j, -j}, the phase difference between the feeding points of the two transmitting antennas 109 is angle[OC 2 (1)]-angle[OC 1 (1)] = 90° and angle[OC 2 (2)] - angle [OC 1 (2)] = -90°, and the phase difference between the feeding points of the two transmitting antennas 109 for each transmission period. is 90° or -90°.

同様に、本実施の形態において、レーダ装置10が、2個の送信アンテナ109から同一のドップラ多重信号を用いて、符号長Loc=2からなるNCM=2の直交符号系列として、例えば、Code={A, B}、Code={-j×A, j×B}を用いて送信する場合、2個の送信アンテナ109の給電点間の位相差は、angle[OC2(1)]-angle[OC(1)]=-90°及び、angle[OC2(2)]-angle[OC(2)]=90°となり、送信周期毎に2個の送信アンテナ109の給電点間の位相差は、90°あるいは-90°となる。 Similarly, in the present embodiment, the radar device 10 uses the same Doppler multiplexed signal from two transmitting antennas 109 to generate an orthogonal code sequence of N CM =2 with code length Loc = 2, for example, Code When transmitting using 1 = {A, B} and Code 2 = {-j×A, j×B}, the phase difference between the feeding points of the two transmitting antennas 109 is angle[OC 2 (1) ]-angle[OC 1 (1)] = -90° and angle[OC 2 (2)]-angle[OC 1 (2)] = 90°, and two transmitting antennas 109 are fed every transmission period. The phase difference between the points is 90° or -90°.

同様に、本実施の形態において、レーダ装置10が、2個の送信アンテナ109から同一のドップラ多重信号を用いて、符号長Loc=2からなるNCM=2の直交符号系列として、例えば、Code={A, B}、Code={exp(jξ)×A, - exp(jξ)×B}を用いて送信する場合、2個の送信アンテナ109の給電点間の位相差は、angle[OC2(1)]-angle[OC(1)]=ξ及び、angle[OC2(2)]-angle[OC(2)]=-ξとなり、送信周期毎に2個の送信アンテナの給電点間の位相差は、ξあるいは-ξとなる。ここで、例えば、ξはπ/6~5π/6ラジアン(=30°~150°)の範囲を用いてよい。以降の変形例1及び変形2おいても同様である。 Similarly, in the present embodiment, the radar device 10 uses the same Doppler multiplexed signal from two transmitting antennas 109 to generate an orthogonal code sequence of N CM =2 with code length Loc = 2, for example, Code When transmitting using 1 = {A, B}, Code 2 = {exp(jξ)×A, - exp(jξ)×B}, the phase difference between the feeding points of the two transmitting antennas 109 is angle [OC 2 (1)]-angle[OC 1 (1)]=ξ and angle[OC 2 (2)]-angle[OC 1 (2)]=-ξ, and two transmissions are performed in each transmission period. The phase difference between the feeding points of the antenna is ξ or -ξ. Here, for example, ξ may be in the range of π/6 to 5π/6 radians (=30° to 150°). The same applies to Modification 1 and Modification 2 below.

(実施の形態1の変形例1)
実施の形態1において、ドップラ多重数NDM=1とし、ドップラ多重を用いずに、符号多重を用いてMIMO多重送信を行ってもよい。
(Modification 1 of Embodiment 1)
In the first embodiment, the number N DM of Doppler multiplexing may be set to 1, and MIMO multiplex transmission may be performed using code multiplexing without using Doppler multiplexing.

図19は、実施の形態1の変形例1に係るレーダ装置10aの構成例を示す。実施の形態1の変形例1では、ドップラ多重を用いない構成であるため、図1のレーダ装置10の構成から、ドップラ多重の送信動作及び受信動作に関する構成(例えば、ドップラシフト設定部106、符号化ドップラ多重分離部212)を除き、符号化ドップラ多重分離部212の代わりに、符号多重分離部215を備える構成となる。 FIG. 19 shows a configuration example of a radar device 10a according to a first modification of the first embodiment. Modification 1 of Embodiment 1 has a configuration that does not use Doppler multiplexing, so the configuration related to Doppler multiplexing transmission and reception operations (for example, Doppler shift setting unit 106, code The configuration includes a code demultiplexer 215 in place of the encoded Doppler demultiplexer 212.

また、図19の例では、レーダ装置10aにおいて、ドップラ多重数NDM=1とし、符号長2の符号で符号多重を行う。このため、図19では、送信アンテナ数Nt=2の構成となる。送信アンテナ109は、例えば、異なる直線偏波アンテナ(例えば、水平偏波及び垂直偏波アンテナ)を用いることにより、実施の形態1と同様に、符号多重送信してよい。これにより、レーダ装置10aは、異なる直線偏波アンテナ(例えば、水平偏波及び垂直偏波アンテナ)の受信信号に加え、符号多重時のビーム送信では、正旋円偏波及び逆旋円偏波となる送信が可能となり、正旋円偏波及び逆旋円偏波の受信信号を得られる。 Further, in the example of FIG. 19, in the radar device 10a, the Doppler multiplexing number N DM is set to 1, and code multiplexing is performed using a code with a code length of 2. Therefore, in FIG. 19, the configuration is such that the number of transmitting antennas is Nt=2. The transmitting antenna 109 may perform code multiplex transmission as in the first embodiment, for example, by using different linearly polarized antennas (eg, horizontally polarized antennas and vertically polarized antennas). As a result, in addition to receiving signals from different linearly polarized antennas (for example, horizontally polarized antennas and vertically polarized antennas), the radar device 10a receives signals from normal circularly polarized waves and counterclockwise circularly polarized waves when transmitting a beam during code multiplexing. This makes it possible to transmit signals with positive circular polarization and anti-circular polarization.

この場合、レーダ装置10aでは、異なる直線偏波アンテナ(例えば、水平偏波及び垂直偏波アンテナ)、正旋円偏波及び逆旋円偏波となるビーム送信アンテナの構成となり、それぞれの偏波毎に1個の送信アンテナの構成となり、受信アンテナ202を複数Na個備える場合、それぞれの偏波毎に1×Na個の仮想受信アンテナが得られるSIMO(Single in multiple output)構成となる。 In this case, the radar device 10a has beam transmitting antenna configurations of different linearly polarized antennas (for example, horizontally polarized antennas and vertically polarized antennas), normal circularly polarized waves, and anti-rotating circularly polarized waves, and each polarized wave is When a plurality of Na receiving antennas 202 are provided, a SIMO (Single in multiple output) configuration is obtained in which 1×Na virtual receiving antennas are obtained for each polarized wave.

以下、図19に示すレーダ装置10aの各構成部の動作例について説明する。 Hereinafter, an example of the operation of each component of the radar device 10a shown in FIG. 19 will be described.

図19に示すレーダ装置10aにおいて、レーダ送信部100aの動作は、ドップラ多重数NDM=1、第1番目のドップラシフト量DOPを付与する位相回転量φ1 =0、NDOP_CODE(1)=NCM=2,送信アンテナ数Nt=2とした場合の実施の形態1の動作と同様であるため、その動作の説明を省略する。 In the radar device 10a shown in FIG. 19, the operation of the radar transmitter 100a is as follows: Doppler multiplex number N DM =1, phase rotation amount φ 1 that provides the first Doppler shift amount DOP 1 =0, N DOP_CODE (1) =N CM =2, and the number of transmitting antennas Nt = 2. Since the operation is similar to that of the first embodiment, a description of the operation will be omitted.

次に、図19に示すレーダ装置10aのレーダ受信部200aの動作例について説明する。 Next, an example of the operation of the radar receiving section 200a of the radar device 10a shown in FIG. 19 will be described.

受信アンテナ202からアンテナ系統処理部201までの各構成部の動作は、実施の形態1の動作と同様であるため、その動作の説明を省略する。 The operation of each component from the receiving antenna 202 to the antenna system processing section 201 is the same as that in the first embodiment, and therefore the description of the operation will be omitted.

CFAR部211は、ドップラ多重送信されないため(例えば、ドップラ多重数NDM=1)、ドップラ領域圧縮CFAR処理を用いない場合の動作を行う。 Since Doppler multiplex transmission is not performed (for example, Doppler multiplex number N DM =1), the CFAR unit 211 performs an operation when Doppler region compression CFAR processing is not used.

符号多重分離部215は、CFAR部211の出力(ドップラ領域圧縮CFAR処理を用いない場合の出力)である距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_cfar、及び、ドップラ解析部210の出力を用いて、符号多重送信された信号を分離する。符号多重分離部215は、符号多重信号の分離受信信号を、方向推定部214に出力する。 The code demultiplexer 215 uses the distance index f b_cfar which is the output of the CFAR unit 211 (output when Doppler region compression CFAR processing is not used), the Doppler frequency index f s_cfar , and the output of the Doppler analysis unit 210, Separate the code multiplexed signals. Code multiplexing/demultiplexing section 215 outputs the separated received signal of the code multiplexed signal to direction estimation section 214 .

例えば、符号多重分離部215は、次式(67)のように、多重送信に用いる符号の複素共役を乗算することで符号多重信号の分離受信を行う。符号多重信号の分離受信信号Yz(fb_cfar,fs_cfar,ncm)は、方向推定部214に出力される。

Figure 2023141038000071
For example, the code demultiplexer 215 performs demultiplexing and reception of the code multiplexed signal by multiplying by the complex conjugate of the code used for multiplex transmission, as shown in the following equation (67). The separated received signal Y z (f b_cfar , f s_cfar , ncm) of the code multiplexed signal is output to the direction estimation section 214 .
Figure 2023141038000071

ここで、Yz(fb_cfar,fs_cfar,ncm)は、第z番のアンテナ系統処理部201におけるドップラ解析部210の距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_cfarの出力であるVFTALLz(fb_cfar,fs_cfar)に対して、送信時に直交符号Codencmを用いて符号多重信号を分離した出力である。なお、z=1,~,Naであり、ncm=1,~,NCMである。 Here, Y z ( f b_cfar , f s_cfar , ncm) is VFTALL z (f b_cfar , f s_cfar ), the code multiplexed signal is separated using the orthogonal code Code ncm during transmission. Note that z=1,~,Na, and ncm=1,~,N CM .

ここで、ドップラ位相補正ベクトルα(fs_cfar)は、次式(68)のように表される。式(68)に示すドップラ位相補正ベクトルα(fs_cfar)は、例えば、第1番のドップラ解析部210の出力VFT 1(fb_cfar, fs_comp_cfar)のドップラ解析時間を基準として、第2番のドップラ解析部210の出力VFT 2(fb_cfar, fs_comp_cfar)におけるTrの時間遅れにより生じるドップラ周波数インデックスfs_cfarのドップラ成分での位相回転を補正するドップラ位相補正係数を要素とするベクトルである。

Figure 2023141038000072
Here, the Doppler phase correction vector α(f s_cfar ) is expressed as in the following equation (68). For example, the Doppler phase correction vector α (f s_cfar ) shown in equation (68) is based on the Doppler analysis time of the output VFT z 1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) of the first Doppler analysis unit 210, and This is a vector whose elements are Doppler phase correction coefficients that correct the phase rotation in the Doppler component of the Doppler frequency index f s_cfar caused by the time delay of the Tr in the output VFT z 2 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) of the Doppler analysis unit 210 of .
Figure 2023141038000072

また、式(67)に示すVFTALLz(fb_cfar, fs_cfar)は、例えば、次式(69)のように、第z番のアンテナ系統処理部201における2個のドップラ解析部210の出力VFT noc(fb, fs)のうち、CFAR部211において抽出された距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_cfarに基づいて抽出した成分をベクトル形式で表した値である。ただし、noc=1,2である。

Figure 2023141038000073
Further, VFTALL z (f b_cfar , f s_cfar ) shown in equation (67) is the output VFT of the two Doppler analysis units 210 in the z-th antenna system processing unit 201, for example, as shown in the following equation (69). Of z noc (f b , f s ), it is a value expressed in a vector format as a component extracted based on the distance index f b_cfar and the Doppler frequency index f s_cfar extracted by the CFAR unit 211. However, noc=1,2.
Figure 2023141038000073

図19において、方向推定部214は、符号多重分離部215から入力される距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_cfarに対する符号多重信号の分離受信信号Yz(fb_cfar,fs_cfar,ncm)に基づいてターゲットの方向推定処理(以下、直線偏波に対する方向推定処理と呼ぶ)を行う。 In FIG. 19, the direction estimation unit 214 calculates the distance index f b_cfar input from the code demultiplexing unit 215 based on the separated received signal Y z (f b_cfar , f s_cfar , ncm) of the code multiplexed signal with respect to the Doppler frequency index f s_cfar . Then, target direction estimation processing (hereinafter referred to as direction estimation processing for linearly polarized waves) is performed.

また、方向推定部214は、第1のドップラ解析部210(図19では、ドップラ解析部210-1)からの出力に基づいて、ターゲットの方向推定処理(以下、正旋円偏波に対する方向推定処理と呼ぶ)を行う。 Further, the direction estimation unit 214 performs a direction estimation process of the target (hereinafter, direction estimation for normal circular polarization) based on the output from the first Doppler analysis unit 210 (Doppler analysis unit 210-1 in FIG. 19). processing).

また、方向推定部214は、第2のドップラ解析部210(図19では、ドップラ解析部210-2)からの出力に基づいて、ターゲットの方向推定処理(以下、逆旋円偏波に対する方向推定処理と呼ぶ)を行う。 The direction estimation unit 214 also performs direction estimation processing of the target (hereinafter, direction estimation for anti-circular polarization) based on the output from the second Doppler analysis unit 210 (Doppler analysis unit 210-2 in FIG. 19). processing).

方向推定部214における方向推定処理は、例えば、直線偏波に対する方向推定処理、正旋円偏波に対する方向推定処理、及び、逆旋円偏波に対する方向推定処理を含んでよい。以下、それぞれの方向推定処理について説明する。 The direction estimation process in the direction estimation unit 214 may include, for example, a direction estimation process for linearly polarized waves, a direction estimation process for normal circularly polarized waves, and a direction estimation process for anticircularly polarized waves. Each direction estimation process will be explained below.

<直線偏波に対する方向推定処理>
例えば、方向推定部214は、符号多重分離部215の出力に基づいて、次式(70)に示すような仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)を生成し、方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for linearly polarized waves>
For example, the direction estimation unit 214 generates a virtual receiving array correlation vector h (f b_cfar , f s_cfar ) as shown in the following equation (70) based on the output of the code demultiplexing unit 215 and performs direction estimation processing. .

仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)は、送信アンテナ数Ntと受信アンテナ数Naとの積であるNt×Na個の要素を含む。

Figure 2023141038000074
The virtual receiving array correlation vector h (f b_cfar , f s_cfar ) includes Nt×Na elements that are the product of the number Nt of transmitting antennas and the number Na of receiving antennas.
Figure 2023141038000074

方向推定部214は、仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)を用いて、ターゲットからの反射波信号に対して各受信アンテナ202間の位相差に基づく方向推定処理を行う。 The direction estimation unit 214 uses the virtual receiving array correlation vector h (f b_cfar , f s_cfar ) to perform direction estimation processing on the reflected wave signal from the target based on the phase difference between each receiving antenna 202 .

ここで、仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)は、異なる直線偏波アンテナ(例えば、垂直偏波アンテナ及び水平偏波アンテナ)から送信された信号の反射波受信信号を含む。そのため、方向推定部214は、仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)から、所定の送信アンテナ109の偏波と受信アンテナ202の偏波との組み合わせとなる要素を抽出し、抽出した要素からなる仮想受信アレー相関ベクトルを用いて方向推定処理を行ってもよい。これにより、所定の送信アンテナ109の偏波及び受信アンテナ202の偏波毎の方向推定の結果を得ることができる。 Here, the virtual receiver array correlation vector h(f b_cfar , f s_cfar ) includes reflected wave reception signals of signals transmitted from different linearly polarized antennas (eg, a vertically polarized antenna and a horizontally polarized antenna). Therefore, the direction estimation unit 214 extracts an element that is a combination of the polarization of the predetermined transmitting antenna 109 and the polarization of the receiving antenna 202 from the virtual receiving array correlation vector h (f b_cfar , f s_cfar ). The direction estimation process may be performed using a virtual receiving array correlation vector consisting of elements. This makes it possible to obtain direction estimation results for each polarization of the predetermined transmitting antenna 109 and receiving antenna 202.

<正旋円偏波に対する方向推定処理>
方向推定部214は、第1のドップラ解析部210の出力に基づいて、次式(71)に示すような正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_cfar)を生成し、ターゲットの正旋円偏波に対する方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for normal circular polarization>
The direction estimation unit 214 generates a normal circular polarization virtual reception array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_cfar ) as shown in the following equation (71) based on the output of the first Doppler analysis unit 210. , performs direction estimation processing for the target's normal circularly polarized wave.

ここで、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_cfar)は、第1のドップラ解析部210の出力(例えば、VFT 1(fb_cfar, fs_cfar)に基づく、符号多重送信され、隣り合う異なる直線偏波の送信アンテナ109によってビーム送信され、円偏波送信された信号の反射波受信信号を含む。例えば、ビーム送信アンテナが1個ある場合、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_cfar)は、1×Na個の要素を含む。方向推定部214は、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_cfar)を用いて、ターゲットからの反射波信号に対して各受信アンテナ202間の位相差に基づく方向推定を行う処理に用いる。

Figure 2023141038000075
Here, the normal circularly polarized virtual reception array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_cfar ) is a code based on the output of the first Doppler analysis unit 210 (for example, VFT z 1 (f b_cfar , f s_cfar ) It is multiplexed and beam-transmitted by adjacent transmitting antennas 109 with different linear polarizations, and includes a reflected wave received signal of a circularly polarized signal.For example, if there is one beam transmitting antenna, a right circularly polarized wave is transmitted. The virtual reception array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_cfar ) includes 1 ×Na elements. is used for processing to estimate the direction of the reflected wave signal from the target based on the phase difference between each receiving antenna 202.
Figure 2023141038000075

<逆旋円偏波に対する方向推定処理>
方向推定部214は、第2のドップラ解析部210の出力に基づいて、ターゲットの逆旋円偏波に対する方向推定処理を行う。方向推定部214は、例えば、次式(72)に示すような逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_cfar)を生成し、ターゲットの逆旋円偏波に対する方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for anti-circularly polarized waves>
The direction estimation unit 214 performs direction estimation processing for the anti-circularly polarized wave of the target based on the output of the second Doppler analysis unit 210. The direction estimation unit 214 generates, for example, a counter-circularly polarized wave virtual receiving array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_cfar ) as shown in the following equation (72), and estimates the direction for the target's counter-circularly polarized wave. Perform processing.

ここで、逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_cfar)は、第2のドップラ解析部210の出力(例えば、VFT 2(fb_cfar, fs_ cfar)に基づく、符号多重送信され、隣り合う異なる直線偏波の送信アンテナ109によってビーム送信され、円偏波送信された信号の反射波受信信号を含む。例えば、ビーム送信アンテナが1個ある場合、逆旋仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_cfar)は、1×Na個の要素を含む。 Here, the counter-rotating circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_cfar ) is based on the output of the second Doppler analysis unit 210 (e.g., VFT z 2 (f b_cfar , f s_ cfar ), Code-multiplexed transmission, beam transmission by adjacent transmitting antennas 109 of different linear polarizations, and a reflected wave reception signal of a circularly polarized signal is included.For example, if there is one beam transmission antenna, anti-rotation virtual reception is performed. The array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_cfar ) includes 1×Na elements.

方向推定部214は、逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_cfar)を用いて、ターゲットからの反射波信号に対して各受信アンテナ202間の位相差に基づく方向推定を行う。

Figure 2023141038000076
The direction estimation unit 214 uses the counter-rotating circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_cfar ) to estimate the direction of the reflected wave signal from the target based on the phase difference between each receiving antenna 202. I do.
Figure 2023141038000076

以下、方向推定部214における、仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)を用いた直線偏波に対する方向推定処理、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_cfar)を用いた正旋円偏波に対する方向推定処理、及び、逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_cfar)を用いた逆旋円偏波に対する方向推定処理ついての動作は実施の形態1と同様であるため、その動作の説明を省略する。 Hereinafter, the direction estimation process for linearly polarized waves using the virtual reception array correlation vector h (f b_cfar , f s_cfar ) in the direction estimation unit 214, and the direction estimation process for the linearly polarized wave using the virtual reception array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_cfar ) ) and the direction estimation process for anti-circular polarization using the anti-circular polarization virtual reception array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_cfar ). Since this is the same as in Embodiment 1, a description of its operation will be omitted.

なお、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせが含まれる受信信号を用いて方向推定処理を行ってもよい。この場合、偏波に依存性が低い方向推定結果が得られる。また、より多くの仮想アンテナを用いた方向推定処理を行うことで、受信SNRが向上し、レーダ装置10aにおける検出性能を向上できる。また、利用可能な仮想受信アンテナの最大限の開口長を用いた方向推定処理を行うため、角度分解能も向上する。例えば、すべての仮想受信アンテナを用いて方向推定処理を行う場合、ここでは、Nt=2,NBF=1より、最大(Nt×Na+2×NBF×Na)=4Na個の仮想受信アンテナを利用でき、2Na(=Nt×Na)個よりも多くの仮想受信アンテナを利用できる。 Note that the direction estimation unit 214 may perform direction estimation processing using a received signal that includes a combination of different types of polarization. In this case, a direction estimation result that is less dependent on polarization can be obtained. Furthermore, by performing direction estimation processing using more virtual antennas, the reception SNR can be improved and the detection performance of the radar device 10a can be improved. Furthermore, since direction estimation processing is performed using the maximum aperture length of the available virtual reception antenna, angular resolution is also improved. For example, when performing direction estimation processing using all virtual receiving antennas, here, since Nt=2,N BF =1, the maximum number of virtual receiving antennas is (Nt×Na+2×N BF ×Na)=4Na. can be used, and more than 2Na (=Nt×Na) virtual reception antennas can be used.

また、方向推定部214は、上記のような送信及び受信とも同種の偏波アンテナを用いた方向推定処理と、送信及び受信とで異なる種類の偏波を組み合わせた方向推定処理とを行い、これら両方の方向推定結果を方向推定処理結果としてもよい。これにより、偏波に依存度の高い方向推定処理結果と、偏波の依存性が低い方向推定処理結果が得られる。このような方向推定処理の結果を、図に示していない物標識別処理部に入力し、物標の識別処理を行ってもよい。 The direction estimation unit 214 also performs direction estimation processing using the same type of polarized antenna for both transmission and reception as described above, and direction estimation processing that combines different types of polarization for transmission and reception. Both direction estimation results may be used as the direction estimation processing results. As a result, a direction estimation processing result with a high polarization dependence and a direction estimation processing result with a low polarization dependence can be obtained. The results of such direction estimation processing may be input to a processing unit for each object mark (not shown) to perform target object identification processing.

ここで、4種類の偏波(異なる直線偏波アンテナ(例えば、垂直偏波アンテナ及び水平偏波アンテナ)及び正旋/逆旋円偏波)に対して、それぞれ1送信SIMOを構成するには、既存の方法では4個の送信アンテナを用いる。これに対して、図19の構成では、4偏波に対してそれぞれ1送信SIMOを構成するには、2個の送信アンテナ109を用いることで実現でき、送信アンテナ数を削減する効果が得られる。また、レーダ装置10aは、符号多重送信するため、送信時間の短縮が図れる。例えば、4個の送信アンテナ109を時分割で切り替える場合と比較して、送信時間を半減する効果も得られる。 Here, to configure one transmission SIMO for each of the four types of polarization (different linearly polarized antennas (e.g., vertically polarized antennas and horizontally polarized antennas) and normal/anti-rotating circularly polarized waves), , existing methods use four transmit antennas. On the other hand, in the configuration of FIG. 19, configuring one transmission SIMO for each of the four polarized waves can be achieved by using two transmission antennas 109, and the effect of reducing the number of transmission antennas can be obtained. . Furthermore, since the radar device 10a performs code multiplex transmission, the transmission time can be shortened. For example, compared to the case where four transmitting antennas 109 are switched in a time-division manner, the effect of halving the transmission time can also be obtained.

また、実施の形態1と比較して、送信アンテナ数が少ない構成となるが、実施の形態1と同様な効果が得られる。以下、アンテナ配置の具体例を示す。 Furthermore, although the number of transmitting antennas is smaller than in the first embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. A specific example of antenna arrangement will be shown below.

[アンテナの配置例5]
図20は、受信アンテナ202の偏波を1種類(例えば、V)とする場合のアンテナ配置例を示す。図20の(a)に示すように、送信アンテナTx#1~Tx#2(例えば、Nt個の送信アンテナ109)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#3(例えば、Na個の受信アンテナ)の配置から、図20の(b)に示すような仮想受信アンテナ(又は、MIMO仮想アンテナ)の配置VA#1~VA#6が構成される。また、図20の(a)において、正旋円偏波ビーム送信アンテナTx#3(例えば、NBF個の送信アンテナ)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#3の配置から、図20の(c)に示すような正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#3が構成される。正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#3は、例えば、VA#7~VA#9とも表される。
[Antenna arrangement example 5]
FIG. 20 shows an example of antenna arrangement when the receiving antenna 202 has one type of polarization (for example, V). As shown in FIG. 20(a), transmitting antennas Tx#1 to Tx#2 (for example, Nt transmitting antennas 109) and receiving antennas Rx#1 to Rx#3 (for example, Na receiving antennas 109), ), virtual receiving antenna (or MIMO virtual antenna) arrangements VA#1 to VA#6 as shown in FIG. 20(b) are constructed. In addition, in (a) of FIG. 20, from the arrangement of the right circularly polarized beam transmitting antenna Tx#3 (for example, N BF transmitting antennas) and the receiving antennas Rx#1 to Rx#3, Arrangements CA#1 to CA#3 of right-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are configured as shown in (c). Arrangements CA#1 to CA#3 of the right circularly polarized virtual receiving antennas are also expressed as VA#7 to VA#9, for example.

また、図20の(a)において、逆旋円偏波ビーム送信アンテナTx#3(例えば、NBF個の送信アンテナ)、及び、受信アンテナRx#1~Rx#3配置から、図20の(d)に示すような逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#3が構成される。逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#3は、VA#7~VA#9とも表される。逆旋円偏波仮想受信アンテナの配置RA#1~RA#3は、それぞれ正旋円偏波仮想受信アンテナの配置CA#1~CA#3の配置と同じ配置となる。 In addition, in (a) of FIG. 20, from the arrangement of the anti-rotating circularly polarized beam transmitting antenna Tx#3 (for example, N BF transmitting antennas) and the receiving antennas Rx#1 to Rx#3, Arrangements RA#1 to RA#3 of counter-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are configured as shown in d). Arrangements RA#1 to RA#3 of the counter-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are also expressed as VA#7 to VA#9. Arrangements RA#1 to RA#3 of the anti-rotating circularly polarized virtual receiving antennas are the same as the arrangements CA#1 to CA#3 of the right-rotating circularly polarized virtual receiving antennas, respectively.

また、各仮想受信アンテナにおける送信アンテナ偏波と受信アンテナ偏波との組み合わせはアンテナ毎に異なるため、(送信アンテナ偏波/受信アンテナ偏波)と記載する。例えば、水平偏波送信され、垂直偏波受信された場合の仮想受信アンテナは、「H/V」と記載する。 Furthermore, since the combination of transmitting antenna polarization and receiving antenna polarization in each virtual receiving antenna is different for each antenna, it is written as (transmitting antenna polarization/receiving antenna polarization). For example, a virtual receiving antenna for horizontally polarized wave transmission and vertically polarized wave reception is written as "H/V."

なお、図20の(a)では、一例として、受信アンテナ202に垂直偏波アンテナが含まれる場合について説明したが、受信アンテナ202に含まれる偏波アンテナの種類は、これに限定されず、他の偏波アンテナの種類が適用されてもよい。例えば、水平偏波アンテナや円偏波アンテナを適用してもよい。あるいは、複数の種類の偏波アンテナをRx#1~Rx#3のいずれかに適用してもよい。 Note that in FIG. 20(a), as an example, the case where the receiving antenna 202 includes a vertically polarized antenna has been described, but the type of polarized antenna included in the receiving antenna 202 is not limited to this, and other types may be used. types of polarized antennas may be applied. For example, a horizontally polarized antenna or a circularly polarized antenna may be applied. Alternatively, multiple types of polarized antennas may be applied to any of Rx#1 to Rx#3.

ここで、図20の(a)に示す配置は、ビーム送信アンテナTx#3を構成する異なる直線偏波の送信アンテナTx#1及びTx#2のアンテナ間隔DHに対し、受信アンテナRx#1,Rx#3,Rx#2(隣り合う受信アンテナ202)は、X軸方向(例えば、水平方向)にアンテナ間隔2DHで配置され、受信アンテナRx#1,Rx#3,Rx#2の一部のアンテナは、他のアンテナに対して、Y軸方向(例えば、垂直方向に)にアンテナ間隔Dvでオフセットされて配置される。このような配置とすることで、以下のような効果が得られる。 Here, in the arrangement shown in (a) of FIG. 20, the receiving antenna Rx#1 is , Rx#3, Rx#2 (adjacent receiving antennas 202) are arranged at an antenna interval of 2D H in the X-axis direction (for example, horizontal direction), and one of the receiving antennas Rx#1, Rx#3, Rx#2 The antennas of the antennas are arranged offset in the Y-axis direction (eg, vertically) by an antenna spacing Dv with respect to the other antennas. With this arrangement, the following effects can be obtained.

例えば、図20の(a)に示すように、受信アンテナ202の配置は、X軸方向(例えば、水平方向)の線状に並ぶ受信アンテナRx#1とRx#2に対し、直交するY軸方向(例えば、垂直方向)に間隔DVでオフセットした配置となるRx#3を含むため、X軸方向及びY軸方向(例えば、垂直方向と水平方向)の2次元の方向推定が可能となる。例えば、DVを半波長間隔とすることで、垂直方向±90°範囲の測角処理において、グレーティングローブの発生を抑圧することができる。 For example, as shown in FIG. 20(a), the receiving antenna 202 is arranged on the Y axis orthogonal to the receiving antennas Rx#1 and Rx#2 that are arranged linearly in the X axis direction (for example, horizontal direction). Since Rx#3 is arranged offset by the interval D V in the direction (e.g., vertical direction), two-dimensional direction estimation in the X-axis direction and Y-axis direction (e.g., vertical and horizontal directions) is possible. . For example, by setting the DV at half-wavelength intervals, it is possible to suppress the generation of grating lobes in angle measurement processing in the range of ±90° in the vertical direction.

なお、DVは半波長間隔に限らず、レーダ送信信号の波長(λ)より短い間隔で設定してよい。例えば、DVは、それぞれ0.45λ~0.8λ程度(例えば、0.45λ~0.8λの範囲の何れかの値)に設定されてよい。なお、λはレーダ送信信号のキャリア周波数の波長を表す。例えば、レーダ送信信号としてチャープ信号を用いる場合、λは、チャープ信号の周波数掃引帯域における中心周波数の波長である。 Note that DV is not limited to half-wavelength intervals, and may be set at intervals shorter than the wavelength (λ) of the radar transmission signal. For example, DV may be set to approximately 0.45λ to 0.8λ (for example, any value in the range of 0.45λ to 0.8λ). Note that λ represents the wavelength of the carrier frequency of the radar transmission signal. For example, when using a chirp signal as a radar transmission signal, λ is the wavelength of the center frequency in the frequency sweep band of the chirp signal.

また、図20の(a)に示すように、送信アンテナTx#1とTx#2はX軸方向の線状にアンテナ間隔DHで並ぶことから、図20の(b)に示す仮想受信アンテナの配置に示すように、VA#1とVA#4、VA#2とVA#5、及びVA#3とVA#6のそれぞれのアンテナ間隔はDHとなる。 Furthermore, as shown in FIG. 20(a), the transmitting antennas Tx#1 and Tx#2 are lined up in the X-axis direction with an antenna spacing D H , so the virtual receiving antenna shown in FIG. 20(b) is As shown in the arrangement, the antenna spacing between VA#1 and VA#4, VA#2 and VA#5, and VA#3 and VA#6 is DH .

また、図20の(a)に示すように、受信アンテナRx#1、Rx#3及びRx#2の配置は、X軸方向(例えば水平方向)に、アンテナ間隔2DHで並ぶため、送信アンテナTx#1とTx#2との間隔(例えば、DH)に対して、受信アンテナ202の間隔の差分が間隔DHとなり、仮想受信アンテナ配置には間隔DHが含まれる。例えば、図20の(b)に示す仮想受信アンテナの配置に示すように、VA#1,VA#4、VA#3、VA#6、VA#2及びVA#5はそれぞれのアンテナ間隔はDHとなる(ただし、VA#3、VA#6はY軸方向(例えば垂直方向)に間隔DVでオフセットした配置)。 Furthermore, as shown in FIG. 20(a), the receiving antennas Rx#1, Rx#3, and Rx#2 are arranged in the X-axis direction (for example, in the horizontal direction) with an antenna spacing of 2D H , so that the transmitting antenna The difference in the spacing between the receiving antennas 202 with respect to the spacing between Tx#1 and Tx#2 (for example, D H ) is the spacing D H , and the virtual receiving antenna arrangement includes the spacing D H . For example, as shown in the virtual receiving antenna arrangement shown in FIG. H (however, VA#3 and VA#6 are arranged offset in the Y-axis direction (for example, vertical direction) by an interval D V ).

例えば、DHを半波長間隔とすることで、水平方向±90°範囲の測角処理において、グレーティングローブの発生を抑圧することができる。また、等アンテナ間隔DHで配置されることから測角処理におけるサイドローブ抑圧することができ、複数物標の検出性能の向上を図れる。 For example, by setting D H at half-wavelength intervals, it is possible to suppress the generation of grating lobes in angle measurement processing in the horizontal direction ±90° range. Furthermore, since the antennas are arranged at equal antenna intervals D H , side lobes can be suppressed in angle measurement processing, and the detection performance of multiple targets can be improved.

なお、DHは半波長間隔に限らず、レーダ送信信号の波長(λ)より短い間隔で設定してよい。例えば、DHは、それぞれ0.45λ~0.8λ程度(例えば、0.45λ~0.8λの範囲の何れかの値)に設定されてよい。なお、λはレーダ送信信号のキャリア周波数の波長を表す。例えば、レーダ送信信号としてチャープ信号を用いる場合、λは、チャープ信号の周波数掃引帯域における中心周波数の波長である。以下の配置例においても同様である。 Note that D H is not limited to half-wavelength intervals, and may be set at intervals shorter than the wavelength (λ) of the radar transmission signal. For example, D H may be set to approximately 0.45λ to 0.8λ (for example, any value in the range of 0.45λ to 0.8λ). Note that λ represents the wavelength of the carrier frequency of the radar transmission signal. For example, when using a chirp signal as a radar transmission signal, λ is the wavelength of the center frequency in the frequency sweep band of the chirp signal. The same applies to the following arrangement examples.

また、方向推定部214の直線偏波に対する方向推定処理において、レーダ装置10aが、所定の送信アンテナ109の偏波と受信アンテナ202の偏波との組み合わせとなる要素を抽出し、抽出した要素からなる仮想受信アレー相関ベクトルを用いて方向推定処理を行う場合、例えば、交差偏波の組み合わせとして、水平偏波の送信アンテナと垂直偏波アンテナとの組み合わせとする場合は、仮想受信アンテナVA#1,VA#2,VA3を用いて方向推定処理を行うことになり、交差偏波アンテナ間の送受信特性に依存した方向推定結果が得られる。 In addition, in the direction estimation process for the linearly polarized wave by the direction estimation unit 214, the radar device 10a extracts an element that is a combination of the polarized wave of a predetermined transmitting antenna 109 and the polarized wave of the receiving antenna 202, and from the extracted elements. When performing direction estimation processing using a virtual receiving array correlation vector, for example, when combining a horizontally polarized transmitting antenna and a vertically polarized antenna as a cross-polarized combination, virtual receiving antenna VA#1 , VA#2 and VA3 are used to perform the direction estimation process, and a direction estimation result that depends on the transmission and reception characteristics between the cross-polarized antennas can be obtained.

また、例えば、同種の偏波の組み合わせとして、垂直偏波の送信アンテナと垂直偏波アンテナとの組み合わせを用いる場合、レーダ装置10aは、仮想受信アンテナVA#4,VA#5,VA#6を用いて方向推定処理を行うことになり、同種偏波の送受信特性に依存した方向推定結果を得ることができる。前者の送信アンテナと受信アンテナの組み合わせと、後者の組み合わせの方向推定結果を用いることで、検出識別性能の向上を図ることができる。 For example, when using a combination of a vertically polarized transmitting antenna and a vertically polarized antenna as a combination of the same type of polarization, the radar device 10a uses virtual receiving antennas VA#4, VA#5, and VA#6. By using this method, direction estimation processing can be performed, and a direction estimation result that depends on the transmission and reception characteristics of the same type of polarized waves can be obtained. By using the direction estimation results of the former combination of transmitting antennas and receiving antennas and the latter combination, it is possible to improve detection and identification performance.

なお、レーダ装置10aがこのような所定の送信アンテナ109の偏波と受信アンテナ202の偏波との組み合わせとなる要素を抽出し、抽出した要素からなる仮想受信アレー相関ベクトルを用いて方向推定処理を行う場合、アンテナ間隔DHを半波長とすると、X軸方向(例えば水平方向)の素子間隔はアンテナ間隔2DHとなり1波長となるため、水平方向±90°範囲の測角処理において、グレーティングローブが発生する。 Note that the radar device 10a extracts elements that are a combination of the polarization of the predetermined transmitting antenna 109 and the polarization of the receiving antenna 202, and performs direction estimation processing using a virtual receiving array correlation vector consisting of the extracted elements. When doing this, if the antenna spacing D H is half a wavelength, the element spacing in the X-axis direction (for example, horizontal direction) is the antenna spacing 2D H , which is one wavelength. Lobes occur.

このため、レーダ装置10aで想定する検知角範囲が、グレーティングローブの発生する角度以上に広い場合には、レーダ装置は、検知角度範囲内において、グレーティングローブに起因する偽のピークを誤ってターゲット(物標)として検出する確率が増加し、レーダ装置10aの検出性能が劣化する場合がある。 For this reason, if the detection angle range assumed by the radar device 10a is wider than the angle at which the grating lobe occurs, the radar device may mistakenly detect a false peak due to the grating lobe within the detection angle range ( The probability of detection as a target object increases, and the detection performance of the radar device 10a may deteriorate.

しかしながら、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせが含まれる受信信号を用いて方向推定処理を行うことで、グレーティングローブの抑圧が可能である。この場合、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせが含まれる受信信号として、例えば、仮想受信アンテナVA#1~VA#6を用いて方向推定処理を行う。これにより、X軸方向(例えば水平方向)の素子間隔はアンテナ間隔DHを含む配置となり、水平方向±90°範囲の測角処理において、グレーティングローブを抑圧することができる。 However, the direction estimation unit 214 can suppress grating lobes by performing direction estimation processing using a received signal that includes a combination of different types of polarization. In this case, the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using, for example, virtual receiving antennas VA#1 to VA#6 as received signals that include combinations of different types of polarized waves. As a result, the element spacing in the X-axis direction (for example, horizontal direction) is arranged to include the antenna spacing D H , and grating lobes can be suppressed in the angle measurement process in the horizontal direction ±90° range.

また、方向推定部214は、利用可能な仮想受信アンテナの最大限の開口長を用いた方向推定処理を行うため、角度分解能も向上する。また、方向推定部214は、利用可能な仮想受信アンテナのすべてを用いて方向推定処理するため、受信SNRも向上する。 Furthermore, since the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using the maximum aperture length of the available virtual reception antenna, the angular resolution is also improved. Furthermore, since the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using all available virtual reception antennas, the reception SNR is also improved.

また、方向推定部214は、正旋円偏波に対する方向推定処理において、CA#1,CA#2,CA#3を用いて方向推定処理する。同様に、方向推定部214は、逆旋円偏波に対する方向推定処理において、RA#1,RA#2,RA#3を用いて方向推定処理する。これにより、正旋あるいは逆旋の円偏波の送信アンテナと垂直偏波アンテナとの組み合わせを用いることになり、偏波の送受信特性に依存した方向推定結果を得ることができ、検出識別性能の向上を図ることができる。 In addition, the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using CA#1, CA#2, and CA#3 in the direction estimation processing for normal circularly polarized waves. Similarly, the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using RA#1, RA#2, and RA#3 in the direction estimation processing for anti-rotating circularly polarized waves. As a result, it is possible to use a combination of a circularly polarized wave transmitting antenna with normal or counter-rotating rotation and a vertically polarized antenna, and it is possible to obtain direction estimation results that depend on the transmission and reception characteristics of polarized waves, which improves detection and identification performance. You can improve your performance.

なお、CA#1,CA#2,CA#3を用いた方向推定処理あるいは、RA#1,RA#2,RA#3を用いた方向推定処理において、アンテナ間隔DHを半波長とすると、X軸方向(例えば水平方向)の素子間隔はアンテナ間隔2DHとなり1波長となるため、水平方向±90°範囲の測角処理において、グレーティングローブが発生することになるが、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせが含まれる受信信号を用いて方向推定処理を行うことで、グレーティングローブの抑圧も可能である。 In addition, in the direction estimation process using CA#1, CA#2, CA#3 or the direction estimation process using RA#1, RA#2, RA#3, if the antenna spacing D H is a half wavelength, Since the element spacing in the X-axis direction (for example, horizontal direction) is the antenna spacing 2D H , which is one wavelength, a grating lobe will occur in the angle measurement process in the horizontal direction ±90° range, but the direction estimation unit 214 , it is also possible to suppress grating lobes by performing direction estimation processing using received signals that include combinations of different types of polarization.

この場合、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせが含まれる受信信号として、例えば仮想受信アンテナVA#1~VA#6,CA#1,CA#2,CA#3,RA#1,RA#2,RA#3を用いて方向推定処理を行う。これにより、X軸方向(例えば水平方向)の素子間隔はアンテナ間隔DHを含む配置となり、水平方向±90°範囲の測角処理において、グレーティングローブを抑圧することができる。また、方向推定部214は、利用可能な仮想受信アンテナの最大限の開口長を用いた方向推定処理を行うため、角度分解能も向上する。また、利用可能な仮想受信アンテナのすべてを用いて方向推定処理するため、受信SNRも向上する。 In this case, the direction estimating unit 214 uses the virtual receiving antennas VA#1 to VA#6, CA#1, CA#2, CA#3, RA#1 as received signals including combinations of different types of polarization, for example. , RA#2 and RA#3 are used to perform direction estimation processing. As a result, the element spacing in the X-axis direction (for example, horizontal direction) is arranged to include the antenna spacing D H , and grating lobes can be suppressed in the angle measurement process in the horizontal direction ±90° range. Furthermore, since the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using the maximum aperture length of the available virtual reception antenna, the angular resolution is also improved. Furthermore, since the direction estimation process is performed using all available virtual reception antennas, the reception SNR is also improved.

(実施の形態1の変形例2)
実施の形態1の変形例1における図19の構成は、送信アンテナ数Nt=2とし、4種類の偏波(異なる直線偏波アンテナ(例えば、垂直偏波アンテナ及び水平偏波アンテナ)及び正旋/逆旋円偏波)に対し、それぞれ1送信SIMOとなる構成を示したが、さらに、時分割多重を組み合わせて、符号多重する送信アンテナ109を時分割で切り替えることで、4種類の偏波のそれぞれに対してMIMO構成とすることも可能である。
(Modification 2 of Embodiment 1)
The configuration of FIG. 19 in Modification 1 of Embodiment 1 has the number of transmitting antennas Nt=2, and four types of polarization (different linearly polarized antennas (e.g., vertically polarized antennas and horizontally polarized antennas) and normal rotation antennas). Although the configuration has been shown in which one transmission SIMO is performed for each of the two types of polarized waves (/reverse circularly polarized waves), four types of polarized waves can be transmitted by combining time division multiplexing and switching the code multiplexing transmitting antenna 109 in a time division manner. It is also possible to have a MIMO configuration for each of them.

例えば、図21は、実施の形態1の変形例2に係るレーダ装置10bの構成例を示す。レーダ装置10bでは、例えば、送信アンテナ数Nt=4とし、符号多重する2個の送信アンテナ109のペアを時分割で切り替える構成を備え、4種類の偏波に対して、それぞれ2送信MIMOとする構成例を示す。 For example, FIG. 21 shows a configuration example of a radar device 10b according to a second modification of the first embodiment. In the radar device 10b, for example, the number of transmitting antennas Nt = 4, the pair of two code-multiplexed transmitting antennas 109 is switched in a time division manner, and 2 transmitting MIMO is performed for each of the four types of polarized waves. A configuration example is shown.

図21に示すレーダ装置10bでは、図19に示すレーダ装置10aの構成に、送信切替制御部110、及び、送信切替部111が追加される。 In the radar device 10b shown in FIG. 21, a transmission switching control section 110 and a transmission switching section 111 are added to the configuration of the radar device 10a shown in FIG.

以下、図21に示すレーダ装置10bのうち、図19に示すレーダ装置10aの構成と異なる部分の動作について主に説明する。 Hereinafter, the operation of the portions of the radar device 10b shown in FIG. 21 that differ from the configuration of the radar device 10a shown in FIG. 19 will be mainly described.

図21に示すレーダ装置10bのレーダ送信部100bにおけるレーダ送信信号生成部101、位相回転量設定部105、位相回転部108の各部の動作は、ドップラ多重数NDM=1、第1番目のドップラシフト量DOPを付与する位相回転量φ1 =0、NDOP_CODE(1)=NCM=2,送信アンテナ数Nt=2とした場合の実施の形態1の動作と同様であるため、その動作の説明を省略する。 The operations of the radar transmission signal generation section 101, phase rotation amount setting section 105, and phase rotation section 108 in the radar transmission section 100b of the radar apparatus 10b shown in FIG . The operation is the same as that in Embodiment 1 when the phase rotation amount φ 1 =0, N DOP_CODE (1)=N CM =2, and the number of transmitting antennas Nt = 2, giving the shift amount DOP 1. The explanation of is omitted.

送信切替制御部110は、所定の送信周期毎に送信切替部111から出力する2個の送信アンテナ109を切り替える制御を行う。送信切替制御部110は、例えば、図22に示すように、符号化部107で付与される符号長Loc=2の送信周期である2送信周期毎に送信切替部111から出力される2個の送信アンテナ109を切り替える制御を行う。なお、図22では、符号化部107において符号Code1=[1 1]及びCode2=[j -j]が付与される例を示す。 The transmission switching control unit 110 performs control to switch between the two transmission antennas 109 output from the transmission switching unit 111 at every predetermined transmission cycle. For example, as shown in FIG. 22, the transmission switching control unit 110 transmits two signals output from the transmission switching unit 111 every two transmission cycles, which is a transmission cycle of code length Loc=2 given by the encoding unit 107. Control is performed to switch the transmitting antenna 109. Note that FIG. 22 shows an example in which codes Code 1 =[1 1] and Code 2 =[j - j] are assigned in the encoding unit 107.

ここで、切り替えの単位となる2個の送信アンテナ109は、異なる直線偏波(例えば水平偏波及び垂直偏波)となる隣接する配置の送信アンテナ109をペアとする。送信切替制御部110は、これらのペアを2送信周期毎に切り替える動作を行う。 Here, the two transmitting antennas 109 serving as the unit of switching are a pair of transmitting antennas 109 that are arranged adjacent to each other and have different linearly polarized waves (for example, horizontally polarized waves and vertically polarized waves). The transmission switching control unit 110 performs an operation of switching these pairs every two transmission cycles.

以下、異なる直線偏波となる隣接する配置の送信アンテナ109のペア数を「Nsw」と表記する。また、Nt個の送信アンテナ109において、最初に送信を行う送信アンテナ109のペアを「第1の送信ペア」と呼び、続く2送信周期で切り替える送信アンテナ109のペアを「第2の送信ペア」と呼ぶ。以下、Nt個の送信アンテナ109に対して、Nt/2の送信ペアが含まれる場合、各送信ペアを表す送信ペアのインデックス「nsw」で表記する。ここでnsw=1,~,Nt/2である。また、送信切替制御部110は、送信周期毎に、送信ペアのインデックスnswを出力切替部209に出力する。 Hereinafter, the number of pairs of adjacently arranged transmitting antennas 109 that provide different linearly polarized waves will be expressed as "Nsw". In addition, among the Nt transmitting antennas 109, the pair of transmitting antennas 109 that transmit first is called a "first transmitting pair", and the pair of transmitting antennas 109 that are switched in the next two transmission cycles is called a "second transmitting pair". It is called. Hereinafter, when Nt/2 transmission pairs are included for Nt transmission antennas 109, each transmission pair will be expressed as a transmission pair index "nsw". Here, nsw=1,~,Nt/2. Furthermore, the transmission switching control unit 110 outputs the index nsw of the transmission pair to the output switching unit 209 for each transmission cycle.

また、図21及び図22において、第nsw番目の送信ペアのうち、位相回転部PROT#[1, 1]の出力を空間に放射する送信アンテナ109を「送信アンテナTx#[1, nsw]」と表記する。また、位相回転部PROT#[ndop_code(1), 1]= PROT#[2, 1]の出力を空間に放射する送信アンテナ109を「送信アンテナTx#[ndop_code(ndm), nsw]= Tx#[2, nsw]」と表記する。図21及び図22において、Nt=4であり、4個の送信アンテナ109に対して、Tx#[1, 1]、Tx#[ndop_code(1), 1](=Tx#[2, 1])、Tx#[1, 2]、Tx#[ndop_code(1), 2] (=Tx#[2, 2])が割り当てられる。また、ndop_code(1)=2である。 In addition, in FIGS. 21 and 22, among the nsw-th transmission pair, the transmitting antenna 109 that radiates the output of the phase rotation unit PROT#[1, 1] into space is referred to as "transmitting antenna Tx#[1, nsw]". It is written as. In addition, the transmitting antenna 109 that radiates the output of the phase rotation unit PROT#[ndop_code(1), 1]= PROT#[2, 1] into space is called "transmitting antenna Tx#[ndop_code(ndm), nsw]= Tx# [2, nsw]”. In FIGS. 21 and 22, Nt=4, and for the four transmitting antennas 109, Tx#[1, 1], Tx#[ndop_code(1), 1](=Tx#[2, 1] ), Tx#[1, 2], Tx#[ndop_code(1), 2] (=Tx#[2, 2]) are assigned. Also, ndop_code(1)=2.

送信切替部111は、上述した送信切替制御部110による制御に基づいて、異なる直線偏波となる隣接する配置の送信アンテナをペアとして、これらのペアを2送信周期毎に切り替える動作を行う。例えば、図22に示すように、レーダ装置10bは、送信アンテナ109の複数のペアのそれぞれから、レーダ送信信号を時分割多重送信する。 Based on the control by the transmission switching control section 110 described above, the transmission switching section 111 performs an operation of pairing adjacently arranged transmitting antennas with different linear polarizations and switching these pairs every two transmission periods. For example, as shown in FIG. 22, the radar device 10b time-division multiplex transmits radar transmission signals from each of a plurality of pairs of transmitting antennas 109.

次に、図21に示すレーダ装置10bのレーダ受信部200bの動作例について説明する。 Next, an example of the operation of the radar receiving section 200b of the radar apparatus 10b shown in FIG. 21 will be described.

受信アンテナ202からアンテナ系統処理部201までの各構成部の動作は、実施の形態1の動作と同様であるため、その動作の説明を省略する。 The operation of each component from the receiving antenna 202 to the antenna system processing section 201 is the same as that in the first embodiment, and therefore the description of the operation will be omitted.

出力切替部209は、位相回転量設定部105の符号化部107から入力される直交符号要素インデックスOC_INDEXと、送信切替制御部110から入力される送信ペアのインデックスnswとに基づいて、送信周期毎のビート周波数解析部208の出力を、Loc×Nsw個(図21では、Loc=2)のドップラ解析部210のうち、(nsw-1)×Loc+OC_INDEX番目のドップラ解析部210に選択的に切り替えて出力する。例えば、出力切替部209は、第m番目の送信周期Trにおいて、次式(73)により得られるドップラ解析部210を選択する。ここで、Loc=2である。

Figure 2023141038000077
The output switching unit 209 performs an output switching process every transmission period based on the orthogonal code element index OC_INDEX input from the encoding unit 107 of the phase rotation amount setting unit 105 and the transmission pair index nsw input from the transmission switching control unit 110. The output of the beat frequency analysis unit 208 of Switch and output. For example, the output switching unit 209 selects the Doppler analysis unit 210 obtained by the following equation (73) in the m-th transmission period Tr. Here, Loc=2.
Figure 2023141038000077

信号処理部206は、Loc×Nsw個のドップラ解析部210-1~210-Loc×Nswを有する。例えば、第ncsw番目のドップラ解析部210には、出力切替部209によってLoc×Nsw回の送信周期(Loc×Nsw×Tr)毎にデータが入力される。ここで、ncsw=1,~,Loc×Nswである。このため、第ncsw番目のドップラ解析部210は、Nc回の送信周期のうち、Ncsub=Nc/(Loc×Nsw)回の送信周期のデータ(例えば、ビート周波数解析部208から入力されるビート周波数応答RFT(fb, m))を用いて、距離インデックスfb毎にドップラ解析を行う。なお、Ncは(Loc×Nsw)の整数倍に設定される。 The signal processing unit 206 has Loc×Nsw Doppler analysis units 210-1 to 210-Loc×Nsw. For example, the output switching unit 209 inputs data to the ncsw-th Doppler analysis unit 210 every Loc×Nsw transmission cycles (Loc×Nsw×Tr). Here, ncsw=1,~,Loc×Nsw. Therefore, the ncsw-th Doppler analysis unit 210 uses data of Ncsub=Nc/(Loc×Nsw) transmission cycles among the Nc transmission cycles (for example, the beat frequency input from the beat frequency analysis unit 208). Doppler analysis is performed for each distance index f b using the response RFT z (f b , m)). Note that Nc is set to an integral multiple of (Loc×Nsw).

例えば、Ncsubが2のべき乗値である場合、ドップラ解析においてFFT処理を適用できる。この場合、FFTサイズはNcsubであり、サンプリング定理から導出される折り返しが発生しない最大ドップラ周波数は±1/(2 Loc×Nsw×Tr)である。また、ドップラ周波数インデックスfsのドップラ周波数間隔は1/(Loc×Nsw×Ncsub×Tr)であり、ドップラ周波数インデックスfsの範囲はfs= -Ncsub/2, ~, 0, ~, Ncsub/2-1である。ncsw=1,~, (Loc×Nsw)である For example, if Ncsub is a power of 2, FFT processing can be applied in Doppler analysis. In this case, the FFT size is Ncsub, and the maximum Doppler frequency at which aliasing does not occur, which is derived from the sampling theorem, is ±1/(2 Loc×Nsw×Tr). Also, the Doppler frequency interval of the Doppler frequency index f s is 1/(Loc × Nsw × Ncsub × Tr), and the range of the Doppler frequency index f s is f s = -Ncsub/2, ~, 0, ~, Ncsub/ It is 2-1. ncsw=1,~, (Loc×Nsw)

例えば、第z番目の信号処理部206のドップラ解析部210の出力VFT ncsw(fb, fs)は、式(39)において、NcodeをNcsubに置き換え、Locを(Loc×Nsw)に置き換え、nocをncswに置き換えた式で表され、これら以外は実施の形態1と同様な動作である。 For example, the output VFT z ncsw (f b , f s ) of the Doppler analysis unit 210 of the z-th signal processing unit 206 is obtained by replacing Ncode with Ncsub and replacing Loc with (Loc×Nsw) in equation (39). , noc is replaced with ncsw, and other than these, the operation is the same as in the first embodiment.

図21において、CFAR部211は、第1~第Na番目の信号処理部206それぞれの(Loc×Nsw)個のドップラ解析部210の出力を用いて、CFAR処理(例えば、適応的な閾値判定)を行い、ピーク信号を与える距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_cfarを抽出する。 In FIG. 21, the CFAR unit 211 performs CFAR processing (for example, adaptive threshold determination) using the outputs of the (Loc×Nsw) Doppler analysis units 210 of the first to Nath signal processing units 206. and extracts the distance index f b_cfar and Doppler frequency index f s_cfar that give the peak signal.

CFAR部211は、例えば、次式(74)のように、第1~第Na番目の信号処理部206における第1~Nsw×Loc番目のドップラ解析部210の出力VFTz 1(fb, fs)~VFTz Nsw×Loc(fb, fs)を電力加算したPowerFT (fb, fs)を用いて、距離軸とドップラ周波数軸(相対速度に相当)とからなる2次元のCFAR処理、又は、1次元のCFAR処理を組み合わせたCFAR処理を行う。 The CFAR unit 211 calculates the output VFT z 1 (f b , f s ) ~ VFT z Nsw×Loc (f b , f s ) is added using PowerFT (f b , f s ) to generate a two-dimensional CFAR consisting of a distance axis and a Doppler frequency axis (corresponding to relative velocity). processing or CFAR processing that is a combination of one-dimensional CFAR processing.

CFAR部211は、適応的に閾値を設定し、閾値よりも大きい受信電力となる距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_cfar、及び、受信電力情報PowerFT(fb_cfar, fs_cfar)を符号多重分離部215に出力する。なお、CFAR部211は、ドップラ多重送信されないため(ドップラ多重数NDM=1)、ドップラ領域圧縮CFAR処理を用いない場合の動作を行う。

Figure 2023141038000078
The CFAR unit 211 adaptively sets a threshold, and sends the distance index f b_cfar , Doppler frequency index f s_cfar , and received power information PowerFT(f b_cfar , f s_cfar ), which result in received power greater than the threshold, to the code demultiplexer. 215. Note that since Doppler multiplex transmission is not performed (Doppler multiplex number N DM =1), the CFAR unit 211 performs an operation when Doppler region compression CFAR processing is not used.
Figure 2023141038000078

符号多重分離部215は、CFAR部211の出力(ドップラ領域圧縮CFAR処理を用いない場合の出力)である距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_cfar、及び、ドップラ解析部210の出力を用いて、符号多重送信された信号を分離する。符号多重分離部215は、符号多重信号の分離受信信号を、方向推定部214に出力する。 The code demultiplexer 215 uses the distance index f b_cfar which is the output of the CFAR unit 211 (output when Doppler region compression CFAR processing is not used), the Doppler frequency index f s_cfar , and the output of the Doppler analysis unit 210, Separate the code multiplexed signals. Code multiplexing/demultiplexing section 215 outputs the separated received signal of the code multiplexed signal to direction estimation section 214 .

例えば、符号多重分離部215は、次式(75)のように、多重送信に用いた符号の複素共役を乗算することで符号多重信号の分離受信を行う。符号多重信号の分離受信信号Yz(fb_cfar,fs_cfar,ncm, nsw)は、方向推定部214に出力される。

Figure 2023141038000079
For example, the code demultiplexer 215 performs demultiplexing and reception of the code multiplexed signal by multiplying by the complex conjugate of the code used for multiplex transmission, as shown in the following equation (75). The separated received signal Y z (f b_cfar , f s_cfar , ncm, nsw) of the code multiplexed signal is output to the direction estimation section 214 .
Figure 2023141038000079

ここで、Yz(fb_cfar,fs_cfar,ncm, nsw)は、nsw番目の送信ペアとなる送信アンテナ109で送信された際に、第z番のアンテナ系統処理部201におけるドップラ解析部210の距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_cfarの出力であるVFTALLz(fb_cfar,fs_cfar、nsw)に対して、送信時に直交符号Codencmを用いた符号多重信号を分離した出力である。なお、z=1,~,Naであり、ncm=1,~,NCM 、nsw=1,~,NSWである。 Here, Y z (f b_cfar , f s_cfar , ncm, nsw) is the result of the Doppler analysis unit 210 in the z-th antenna system processing unit 201 when transmitted by the transmitting antenna 109 that is the nsw-th transmission pair. This is an output obtained by separating a code multiplexed signal using an orthogonal code Code ncm at the time of transmission with respect to VFTALL z (f b_cfar , f s_cfar , nsw) which is the output of the distance index f b_cfar and the Doppler frequency index f s_cfar . Note that z=1,~,Na, ncm=1,~,N CM , and nsw=1,~,N SW .

ここで、ドップラ位相補正ベクトルα(fs_cfar)は、次式(76)のように表される。式(76)に示すドップラ位相補正ベクトルα(fs_cfar)は、例えば、第1番のドップラ解析部210の出力VFT 1(fb_cfar, fs_cfar)のドップラ解析時間を基準として、第ncsw番のドップラ解析部210の出力VFT ncsw(fb_cfar, fs_cfar)における送信時間遅れ(ncsw-1)×Tr /(Loc×NSW)により生じるドップラ周波数インデックスfs_cfarのドップラ成分での位相回転を補正するドップラ位相補正係数を要素とするベクトルである。

Figure 2023141038000080
Here, the Doppler phase correction vector α(f s_cfar ) is expressed as in the following equation (76). For example, the Doppler phase correction vector α (f s_cfar ) shown in equation (76) is based on the Doppler analysis time of the output VFT z 1 (f b_cfar , f s_cfar ) of the first Doppler analysis unit 210, and The phase rotation in the Doppler component of the Doppler frequency index f s_cfar caused by the transmission time delay (ncsw-1) × Tr / (Loc × N SW ) in the output VFT z ncsw (f b_cfar , f s_cfar ) of the Doppler analysis unit 210 of This is a vector whose elements are Doppler phase correction coefficients to be corrected.
Figure 2023141038000080

また、式(75)において、VFTALLz(fb_cfar, fs_cfar,nsw)は、例えば、次式(77)のように、第z番のアンテナ系統処理部201における2個のドップラ解析部210の出力VFT ncsw(fb, fs)のうち、CFAR部211において抽出された距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_cfarに基づいて抽出した成分をベクトル形式で表した値である。ただし、noc=1,2である。

Figure 2023141038000081
In addition, in equation (75), VFTALL z (f b_cfar , f s_cfar , nsw) is calculated by the two Doppler analysis units 210 in the z-th antenna system processing unit 201, for example, as in the following equation (77). This is a value expressed in a vector format of a component extracted from the output VFT z ncsw (f b , f s ) based on the distance index f b_cfar and the Doppler frequency index f s_cfar extracted by the CFAR unit 211. However, noc=1,2.
Figure 2023141038000081

図21において、方向推定部214は、符号多重分離部215から入力される距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_cfarに対する符号多重信号の分離受信信号Yz(fb_cfar,fs_cfar,ncm,nsw)に基づいてターゲットの方向推定処理(以下、直線偏波に対する方向推定処理と呼ぶ)を行う。 In FIG. 21, the direction estimation unit 214 separates the received signal Y z (f b_cfar , f s_cfar , ncm,nsw) of the code multiplexed signal with respect to the distance index f b_cfar and the Doppler frequency index f s_cfar input from the code multiplexing and demultiplexing unit 215 . Target direction estimation processing (hereinafter referred to as direction estimation processing for linearly polarized waves) is performed based on the following.

また、方向推定部214は、第1~2Nswのドップラ解析部210(図21では、ドップラ解析部210-1~2Nsw)の出力のうち、正旋円偏波となる送信の受信信号となる出力を用いて、ターゲットの方向推定処理(以下、正旋円偏波に対する方向推定処理と呼ぶ)を行う。 In addition, the direction estimation unit 214 outputs the output that becomes the received signal of the transmission that becomes the normal circularly polarized wave among the outputs of the first to 2Nsw Doppler analysis units 210 (in FIG. 21, the Doppler analysis units 210-1 to 2Nsw). is used to perform target direction estimation processing (hereinafter referred to as direction estimation processing for normal circular polarization).

また、方向推定部214は、第1~2Nswのドップラ解析部210(図21では、ドップラ解析部210-1~2Nsw)の出力のうち、逆旋円偏波となる送信の受信信号となる出力を用いて、ターゲットの方向推定処理(以下、逆旋円偏波に対する方向推定処理と呼ぶ)を行う。 Further, the direction estimation unit 214 outputs the output that becomes the received signal of the transmission that becomes the anti-circularly polarized wave among the outputs of the first to 2Nsw Doppler analysis units 210 (in FIG. 21, the Doppler analysis units 210-1 to 2Nsw). is used to perform target direction estimation processing (hereinafter referred to as direction estimation processing for anti-rotating circularly polarized waves).

方向推定部214における方向推定処理は、直線偏波に対する方向推定処理、正旋円偏波に対する方向推定処理、及び、逆旋円偏波に対する方向推定処理を含んでよい。以下、それぞれの方向推定処理についての動作の説明を行う。 The direction estimation process in the direction estimation unit 214 may include a direction estimation process for linearly polarized waves, a direction estimation process for normal circularly polarized waves, and a direction estimation process for anti-rotating circularly polarized waves. The operation of each direction estimation process will be explained below.

<直線偏波に対する方向推定処理>
例えば、方向推定部214は、符号多重分離部215の出力に基づいて、次式(78)に示すような仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)を生成し、方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for linearly polarized waves>
For example, the direction estimation unit 214 generates a virtual reception array correlation vector h (f b_cfar , f s_cfar ) as shown in the following equation (78) based on the output of the code demultiplexing unit 215, and performs direction estimation processing. .

仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)は、送信アンテナ数Ntと受信アンテナ数Naとの積であるNt×Na個の要素を含む。

Figure 2023141038000082
The virtual receiving array correlation vector h (f b_cfar , f s_cfar ) includes Nt×Na elements that are the product of the number Nt of transmitting antennas and the number Na of receiving antennas.
Figure 2023141038000082

ここで、hswnsw(fb_cfar, fs_cfar)は、nsw番目の送信ペアとなる送信アンテナ109で送信された際に、符号分離される受信信号の受信ベクトルであり、次式(79)のように、送信アンテナ数2と受信アンテナ数Naとの積である2Na個の要素を含む。

Figure 2023141038000083
Here, hsw nsw (f b_cfar , f s_cfar ) is the reception vector of the reception signal that is code-separated when transmitted by the transmission antenna 109 that is the nswth transmission pair, and is expressed as the following equation (79). contains 2Na elements, which is the product of the number of transmitting antennas, 2, and the number of receiving antennas, Na.
Figure 2023141038000083

方向推定部214は、仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)を用いて、ターゲットからの反射波信号に対して各受信アンテナ202間の位相差に基づく方向推定処理を行う。 The direction estimation unit 214 uses the virtual receiving array correlation vector h (f b_cfar , f s_cfar ) to perform direction estimation processing on the reflected wave signal from the target based on the phase difference between each receiving antenna 202 .

ここで、仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)は、異なる直線偏波アンテナ(例えば、垂直偏波アンテナ及び水平偏波アンテナ)から送信された信号の反射波受信信号を含む。そのため、方向推定部214は、仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)から、所定の送信アンテナ109の偏波と受信アンテナ202の偏波との組み合わせとなる要素を抽出し、抽出した要素からなる仮想受信アレー相関ベクトルを用いて方向推定処理を行ってもよい。これにより、所定の送信アンテナ109の偏波及び受信アンテナ202の偏波毎の方向推定の結果を得ることができる。 Here, the virtual receiver array correlation vector h(f b_cfar , f s_cfar ) includes reflected wave reception signals of signals transmitted from different linearly polarized antennas (eg, a vertically polarized antenna and a horizontally polarized antenna). Therefore, the direction estimation unit 214 extracts an element that is a combination of the polarization of the predetermined transmitting antenna 109 and the polarization of the receiving antenna 202 from the virtual receiving array correlation vector h (f b_cfar , f s_cfar ). The direction estimation process may be performed using a virtual receiving array correlation vector consisting of elements. This makes it possible to obtain direction estimation results for each polarization of the predetermined transmitting antenna 109 and receiving antenna 202.

<正旋円偏波に対する方向推定処理>
方向推定部214は、第1~2Nswのドップラ解析部210の出力のうち、正旋円偏波となる送信の受信信号となる出力を用いて、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_cfar)を生成し、ターゲットの正旋円偏波に対する方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for normal circular polarization>
The direction estimating unit 214 uses the output of the first to second Nsw Doppler analysis units 210, which is the received signal of the transmission which is the normal circular polarization, to calculate the normal circular polarization virtual reception array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_cfar ) and performs direction estimation processing for the target's normal circular polarization.

ここで、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_cfar)は、Nsw×Na個の要素を含む。方向推定部214は、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_cfar)を用いて、ターゲットからの反射波信号に対して各受信アンテナ202間の位相差に基づく方向推定処理を行う。 Here, the normal circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_cfar ) includes Nsw×Na elements. The direction estimation unit 214 uses the right circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_cfar ) to estimate the direction of the reflected wave signal from the target based on the phase difference between each receiving antenna 202. Perform processing.

例えば、図22のように、Tx#[1,1]が水平偏波アンテナ、Tx#[2,1]が垂直偏波アンテナ、Tx#[1,2]が水平偏波アンテナ、Tx#[2,2]が垂直偏波アンテナであり、符号多重においてCode1=[1, 1], Code2=[j -j] を用いる場合、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_cfar)は、次式(80)のように表すことができる。

Figure 2023141038000084
For example, as shown in Figure 22, Tx#[1,1] is a horizontally polarized antenna, Tx#[2,1] is a vertically polarized antenna, Tx#[1,2] is a horizontally polarized antenna, and Tx#[ 2,2] is a vertically polarized antenna, and when Code1=[1, 1], Code2=[j -j] is used in code multiplexing, the normal circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_cfar ) can be expressed as in the following equation (80).
Figure 2023141038000084

<逆旋円偏波に対する方向推定処理>
方向推定部214は、第1~2Nswのドップラ解析部210の出力のうち、逆旋円偏波となる送信の受信信号となる出力を用いて、逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_cfar)を生成し、ターゲットの逆旋円偏波に対する方向推定処理を行う。
<Direction estimation processing for anti-circularly polarized waves>
The direction estimation unit 214 uses the output of the first to second Nsw Doppler analysis units 210 that becomes the reception signal of the transmission that is the anti-circular polarization to calculate the anti-circular polarization virtual reception array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_cfar ) and performs direction estimation processing for the anti-circularly polarized wave of the target.

ここで、逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_cfar)は、Nsw×Na個の要素を含む。方向推定部214は、逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_cfar)を用いて、ターゲットからの反射波信号に対して各受信アンテナ202間の位相差に基づく方向推定処理を行う。 Here, the counter-rotating circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_cfar ) includes Nsw×Na elements. The direction estimation unit 214 uses the counter-rotating circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_cfar ) to estimate the direction of the reflected wave signal from the target based on the phase difference between each receiving antenna 202. Perform processing.

例えば、図22のように、Tx#[1,1]が水平偏波アンテナ、Tx#[2,1]が垂直偏波アンテナ、Tx#[1,2]が水平偏波アンテナ、Tx#[2,2]が垂直偏波アンテナであり、符号多重においてCode1=[1, 1], Code2=[j -j]を用いる場合、逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_cfar)は、次式(81)のように表すことができる。

Figure 2023141038000085
For example, as shown in Figure 22, Tx#[1,1] is a horizontally polarized antenna, Tx#[2,1] is a vertically polarized antenna, Tx#[1,2] is a horizontally polarized antenna, and Tx#[ 2,2] is a vertically polarized antenna and Code1=[1, 1], Code2=[j -j] is used in code multiplexing, the counter-rotating circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_cfar ) can be expressed as in the following equation (81).
Figure 2023141038000085

以下、方向推定部214における、仮想受信アレー相関ベクトルh(fb_cfar, fs_cfar)を用いた直線偏波に対する方向推定処理、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_cfar)を用いた正旋円偏波に対する方向推定処理、及び、逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_cfar)を用いた逆旋円偏波に対する方向推定処理ついての動作は実施の形態1と同様であるため、その動作の説明を省略する。 Hereinafter, the direction estimation process for linearly polarized waves using the virtual reception array correlation vector h (f b_cfar , f s_cfar ) in the direction estimation unit 214, and the direction estimation process for the linearly polarized wave using the virtual reception array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_cfar ) ) and the direction estimation process for anti-circular polarization using the anti-circular polarization virtual reception array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_cfar ). Since this is the same as in Embodiment 1, a description of its operation will be omitted.

なお、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせが含まれる受信信号を用いて方向推定処理を行ってもよい。この場合、偏波に依存性が低い方向推定結果が得られる。また、より多くの仮想アンテナを用いた方向推定処理を行うことで、受信SNRが向上し、レーダ装置10bの検出性能を向上できる。また、利用可能な仮想受信アンテナの最大限の開口長を用いた方向推定処理を行うため、角度分解能も向上する。例えば、すべての仮想受信アンテナを用いて方向推定処理を行う場合、最大(Nt×Na+2×NBF×Na)個の仮想受信アンテナを利用することができ、Nt×Na個よりも多くの仮想受信アンテナを利用できる。 Note that the direction estimation unit 214 may perform direction estimation processing using a received signal that includes a combination of different types of polarization. In this case, a direction estimation result that is less dependent on polarization can be obtained. Furthermore, by performing direction estimation processing using more virtual antennas, the reception SNR can be improved and the detection performance of the radar device 10b can be improved. Furthermore, since direction estimation processing is performed using the maximum aperture length of the available virtual reception antenna, angular resolution is also improved. For example, when performing direction estimation processing using all virtual reception antennas, a maximum of (Nt × Na + 2 × N BF × Na) virtual reception antennas can be used, and more virtual reception antennas than Nt × Na can be used. Antenna available.

また、方向推定部214は、上記のような送信及び受信とも同種の偏波アンテナを用いた方向推定処理と、異なる種類の偏波を組み合わせた方向推定処理とを行い、これら両方の方向推定結果を方向推定処理結果としてもよい。これにより、偏波に依存度の高い方向推定処理結果と、偏波の依存性が低い方向推定処理結果が得られる。このような方向推定処理の結果を、図に示していない物標識別処理部に入力し、物標の識別処理を行ってもよい。 Further, the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using the same type of polarized antenna for both transmission and reception as described above, and direction estimation processing using a combination of different types of polarization, and calculates the direction estimation results of both of these. may be used as the direction estimation processing result. As a result, a direction estimation processing result with a high polarization dependence and a direction estimation processing result with a low polarization dependence can be obtained. The results of such direction estimation processing may be input to a processing unit for each object mark (not shown) to perform target object identification processing.

以上のように、実施の形態1の変形例2において、隣接する異なる直線偏波アンテナのペア(例えば、水平(H),垂直(V)偏波アンテナ)は、90°位相が異なり、直交関係となる直交符号(例えば、直交符号[0°, 90°]及び[0°,-90°])を用いた符号多重を行う。また、このようなペアとなる送信アンテナ109が複数ある場合、レーダ装置10bは、ペア毎の送信時間を切り替えて時分割多重送信する。 As described above, in the second modification of the first embodiment, a pair of adjacent different linearly polarized antennas (for example, horizontal (H), vertical (V) polarized antennas) has a 90° phase difference and an orthogonal relationship. Code multiplexing is performed using orthogonal codes (for example, orthogonal codes [0°, 90°] and [0°, -90°]). Furthermore, when there are a plurality of such transmitting antennas 109 that form a pair, the radar device 10b performs time division multiplex transmission by switching the transmission time for each pair.

このような動作によって、異なる直線偏波アンテナからの送信に加え、2種類の円偏波(例えば、右旋及び左旋の相互に逆方向となる旋回方向の円偏波)による送信による反射波の受信信号が得られ、ターゲットの検出性能又は識別性能を向上できる。 Through this operation, in addition to transmission from different linearly polarized antennas, reflected waves from transmission by two types of circularly polarized waves (for example, right-handed and left-handed circularly polarized waves in mutually opposite directions) are reflected. A received signal can be obtained, and target detection or identification performance can be improved.

なお、送信ペア間において、一部の送信アンテナ109が重複してもよい。例えば、図23に示すように、送信切替制御部110は、符号化部107において付与される符号長Loc=2の送信周期である2送信周期毎に送信切替部111から出力する2個の送信アンテナを切り替える制御を行う。また、符号化部107では、符号Code1=[1 1]及びCode2=[j -j]が付与される例を示す。 Note that some of the transmitting antennas 109 may overlap between the transmitting pairs. For example, as shown in FIG. 23, the transmission switching control unit 110 outputs two transmissions from the transmission switching unit 111 every two transmission cycles, which is a transmission cycle of code length Loc=2 given in the encoding unit 107. Performs control to switch antennas. Further, in the encoding unit 107, an example is shown in which codes Code 1 = [1 1] and Code 2 = [j - j] are given.

ここで、送信切替制御部110は、図24に示す送信切替制御に関する情報(例えば、「送信切替制御テーブル」)を保持してよい。送信切替制御部110は、送信切替制御テーブルに基づいて、送信アンテナ#1~#4に対する符号の割り当て及び切替制御を行ってもよい。例えば、送信切替制御部110は、送信ペアのインデックスnsw=1では、送信アンテナTx#1、Tx#2を用い、それぞれ符号Code1=[1 1] 及びCode2=[j -j] を付与する。送信切替制御部110は、送信ペアのインデックスnsw=2では、送信アンテナTx#2、Tx#3を用い、それぞれ符号Code1=[1 1] 及びCode2=[j -j] を付与する。また、送信切替制御部110は、送信ペアのインデックスnsw=3では、送信アンテナTx#3、Tx#4を用い、それぞれ符号Code1=[1 1] 及びCode2=[j -j] を付与する。この例では、送信ペアのインデックスnsw=1及び2で、送信ペア間で一部アンテナ(Tx#2)が重複する。また、送信ペアのインデックスnsw=3及び4で、送信ペア間で一部アンテナ(Tx#3)が重複する。 Here, the transmission switching control unit 110 may hold information regarding transmission switching control (eg, "transmission switching control table") shown in FIG. 24. Transmission switching control section 110 may perform code assignment and switching control for transmitting antennas #1 to #4 based on the transmission switching control table. For example, when the transmission pair index nsw=1, the transmission switching control unit 110 uses transmission antennas Tx#1 and Tx#2 and assigns codes Code 1 = [1 1] and Code 2 = [j - j], respectively. do. When the transmission pair index nsw=2, the transmission switching control unit 110 uses the transmission antennas Tx#2 and Tx#3 and assigns codes Code 1 = [1 1] and Code 2 = [j - j], respectively. Furthermore, when the transmission pair index nsw=3, the transmission switching control unit 110 uses the transmission antennas Tx#3 and Tx#4 and assigns codes Code 1 = [1 1] and Code 2 = [j - j], respectively. do. In this example, the transmitting pair indexes nsw=1 and 2, and the antennas (Tx#2) partially overlap between the transmitting pairs. Furthermore, when the transmission pair indexes nsw=3 and 4, some antennas (Tx#3) overlap between the transmission pairs.

このような送信切替制御部110の制御に基づいて、符号化部107、位相回転部108、及び送信切替部111を同様に制御してよい。 Based on such control by the transmission switching control section 110, the encoding section 107, the phase rotation section 108, and the transmission switching section 111 may be similarly controlled.

また、レーダ受信部200bにおいても、図21において説明した動作と同様の動作を行う。 Further, the radar receiving section 200b also performs the same operation as that described in FIG. 21.

以上のように送信ペア間で一部アンテナを重複させることで、方向推定部214において、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc1(fb_cfar, fs_cfar)及び逆旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhc2(fb_cfar, fs_cfar)の要素数を増加でき、正旋円偏波に対する方向推定処理及び、逆旋円偏波に対する方向推定処理の受信SNRを向上できる。また、例えば、アンテナ配置を工夫することで、方向推定時のグレーティングローブ又はサイドローブを低減できる。また、アンテナ配置を工夫することで、開口長を増大し、角度分解能を向上できる。 By partially overlapping the antennas between the transmitting pairs as described above, the direction estimation unit 214 calculates the normal circularly polarized virtual receiving array correlation vector h c1 (f b_cfar , f s_cfar ) and the counterclockwise circularly polarized virtual receiving array. The number of elements of the array correlation vector h c2 (f b_cfar , f s_cfar ) can be increased, and the reception SNR of the direction estimation process for normal circularly polarized waves and the direction estimation process for reverse circularly polarized waves can be improved. Further, for example, by devising the antenna arrangement, grating lobes or side lobes during direction estimation can be reduced. Furthermore, by devising the antenna arrangement, the aperture length can be increased and the angular resolution can be improved.

(実施の形態2)
実施の形態1において、ドップラ多重と符号多重とを組み合わせたMIMO多重送信を用いる動作について説明した。実施の形態1において、異なる直線偏波アンテナが隣接するアンテナ配置となるペア(例えば、水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナのペア)では、共通のドップラ多重信号(例えば、同一ドップラシフト量)を用いて、符号多重送信が行われる。また、符号多重に用いる符号には、符号要素間で90°位相が異なり、直交関係となる直交符号(例えば、直交符号 [1 1], [j -j])が用いられる。また、異なる直線偏波アンテナが隣接するアンテナ配置となるペアが複数ある場合、それらのペアでは、異なるドップラ多重信号(例えば、異なるドップラシフト量)を用いて符号多重送信が行われる。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the operation using MIMO multiplex transmission, which is a combination of Doppler multiplexing and code multiplexing, has been described. In Embodiment 1, in a pair where different linearly polarized antennas are arranged adjacent to each other (for example, a pair of a horizontally polarized antenna and a vertically polarized antenna), a common Doppler multiplexed signal (for example, the same amount of Doppler shift) is transmitted. code multiplex transmission is performed using Further, as codes used for code multiplexing, orthogonal codes (for example, orthogonal codes [1 1], [j - j]) are used in which code elements have a phase difference of 90° and are orthogonal. Further, when there are a plurality of pairs in which different linearly polarized antennas are arranged adjacent to each other, code multiplex transmission is performed in these pairs using different Doppler multiplexed signals (for example, different Doppler shift amounts).

これらの動作により、異なる直線偏波アンテナからの送信に加え、2種類の円偏波(例えば、右旋及び左旋の相互に逆方向となる旋回方向の円偏波)による送信による反射波の受信信号が得られ、送信アンテナ109の偏波の種類よりも多い種類の偏波による送信ができ、少ない送信アンテナで、多くの偏波による送信が可能となる。更に、送信アンテナ109の偏波と受信アンテナ202の偏波とを組み合わせることにより、より多くの送受偏波の組み合わせが得られる。また、それぞれの送受信アンテナの偏波の組み合わせ毎に方向推定部214において方向推定処理を行うことで、例えば、物標毎に特徴的な偏波の反射波が得られる場合に、ターゲットの検出性能又は識別性能を向上できる。また、ドップラ多重と符号多重とを組み合わせたMIMO多重送信を用いることで、時分割的にアンテナを遂次切り替えて送信するより送信時間が短縮する効果も得られる。 Through these operations, in addition to transmitting from different linearly polarized antennas, it is possible to receive reflected waves by transmitting two types of circularly polarized waves (for example, right-handed and left-handed circularly polarized waves in mutually opposite directions). A signal can be obtained, and transmission can be performed using more types of polarized waves than the types of polarized waves of the transmitting antenna 109, and transmission using many polarized waves can be performed using fewer transmitting antennas. Furthermore, by combining the polarized waves of the transmitting antenna 109 and the polarized waves of the receiving antenna 202, more combinations of transmitting and receiving polarized waves can be obtained. In addition, by performing direction estimation processing in the direction estimation unit 214 for each combination of polarization of each transmitting and receiving antenna, for example, when a reflected wave with a characteristic polarization is obtained for each target, target detection performance is improved. Or the identification performance can be improved. Furthermore, by using MIMO multiplex transmission, which is a combination of Doppler multiplexing and code multiplexing, it is possible to achieve the effect of shortening the transmission time compared to transmitting by sequentially switching antennas in a time-division manner.

このような実施の形態1に示したMIMO多重送信を用いた動作に限定されず、別のMIMO多重送信を用いる動作にも同様な効果が得られる。 The present invention is not limited to the operation using MIMO multiplex transmission shown in Embodiment 1, but similar effects can be obtained in operations using other MIMO multiplex transmission.

例えば、本実施の形態では、ドップラ多重送信するMIMO多重送信において、複数の直線偏波アンテナを用いてドップラ多重する送信処理(例えば、異なるドップラシフト料を適用して多重送信する処理)と、隣接するアンテナ配置の異なる直線偏波アンテナを用いたビーム送信をドップラ多重する送信処理とを、時間的に切り替えて送信する動作について説明する。 For example, in this embodiment, in MIMO multiplex transmission that performs Doppler multiplex transmission, transmission processing that performs Doppler multiplexing using a plurality of linearly polarized antennas (for example, processing that performs multiplex transmission by applying different Doppler shift charges) and The operation of transmitting by temporally switching the transmission process of Doppler multiplexing beam transmission using linearly polarized antennas with different antenna arrangements will be described.

このような動作でも、異なる直線偏波アンテナからの送信に加え、少なくとも1種類の円偏波(例えば、右旋及び左旋の相互に逆方向となる旋回方向の円偏波のうち、一方の円偏波)による送信による反射波の受信信号が得られる。例えば、送信アンテナの偏波の種類よりも多い種類の偏波による送信ができ、少ない送信アンテナで、多くの偏波による送信が可能となり、実施の形態1に示した効果と同様な効果が得られる。 Even in such an operation, in addition to transmission from different linearly polarized antennas, at least one type of circularly polarized wave (for example, one type of circularly polarized wave in opposite directions of right-hand rotation and left-hand rotation) is transmitted. A received signal is obtained as a reflected wave transmitted by a polarized wave. For example, it is possible to transmit with more types of polarized waves than the types of polarized waves of the transmitting antenna, and with fewer transmitting antennas, it is possible to transmit with many polarized waves, and an effect similar to that shown in Embodiment 1 can be obtained. It will be done.

図25は、本実施の形態におけるレーダ装置10cの構成例を示す。 FIG. 25 shows a configuration example of the radar device 10c in this embodiment.

実施の形態1の構成(図1)に対して、図25では、複数の直線偏波アンテナを用いてドップラ多重する送信と、隣接するアンテナ配置の異なる直線偏波アンテナを用いたビーム送信をドップラ多重する送信とを、時間的に切り替えて制御する送信切替制御部112が追加される。また、図25では、符号化部107の代わりに、隣接するアンテナ配置の異なる直線偏波アンテナに対し円偏波となるウエイト係数乗算、又は、送信しないアンテナに対して送信オフとするためゼロ振幅のウェイト(送信オフ制御と等価な動作)の設定及び乗算を行う送信ウエイト生成部113及び送信ウエイト乗算部114を有する。 In contrast to the configuration of Embodiment 1 (FIG. 1), in FIG. 25, Doppler multiplexing transmission using a plurality of linearly polarized antennas and beam transmission using linearly polarized antennas with different adjacent antenna arrangements is performed. A transmission switching control unit 112 is added that temporally switches and controls multiplexed transmissions. In addition, in FIG. 25, instead of the encoding unit 107, weight coefficient multiplication is performed to obtain circularly polarized waves for adjacent linearly polarized antennas with different antenna arrangements, or zero amplitude is used to turn off transmission for antennas that do not transmit. It has a transmission weight generation section 113 and a transmission weight multiplication section 114 that set and multiply the weight (operation equivalent to transmission off control).

以下、実施の形態1と異なる動作を行う部分を主に説明する。 Hereinafter, parts that perform operations different from those in Embodiment 1 will be mainly described.

[レーダ送信部100cの構成]
レーダ送信信号生成部101の動作は、実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
[Configuration of radar transmitter 100c]
The operation of radar transmission signal generation section 101 is the same as that in Embodiment 1, so a description thereof will be omitted.

送信切替制御部112は、送信アンテナTx#1~#Ntと、ビーム送信アンテナNum_BF=1~NBFに対して、ドップラシフト可変設定周期Nswで周期的に割り当てるドップラシフト量に関する情報(以下、一例として「ドップラ多重割り当てテーブル」と呼ぶ)を保持する。送信切替制御部112は、例えば、ドップラ多重割り当てテーブルに基づいて、位相回転量設定部105の各構成部を制御する。また、送信切替制御部112は、ドップラシフト可変設定周期に関する情報(例えば、後述する送信切替インデックスnsw)を出力切替部209に出力する。 The transmission switching control unit 112 transmits information regarding Doppler shift amounts (hereinafter, an example (referred to as the "Doppler multiple assignment table"). The transmission switching control unit 112 controls each component of the phase rotation amount setting unit 105 based on, for example, a Doppler multiplex assignment table. Further, the transmission switching control unit 112 outputs information regarding the Doppler shift variable setting period (for example, a transmission switching index nsw described later) to the output switching unit 209.

図26は、ドップラ多重割り当てテーブルの一例を示す。図26に示すテーブルは、図25に示すアンテナ配置でTx#1~#4(送信アンテナ数Nt=4)、及び、ビーム送信アンテナ数NBF=2で、ドップラシフト可変設定周期Nsw=2の場合のドップラ多重割り当てテーブルである。 FIG. 26 shows an example of a Doppler multiple assignment table. The table shown in FIG. 26 has the antenna arrangement shown in FIG. 25, Tx #1 to #4 (number of transmitting antennas Nt = 4), number of beam transmitting antennas NBF = 2, and Doppler shift variable setting period Nsw = 2. This is the Doppler multiple assignment table for the case.

図26に示す例では、nsw=1の送信周期において、2つのビーム送信アンテナTx#5(Tx#1及びTx#2を用いて正旋円偏波となるビーム送信)、Tx#6(Tx#3及びTx#4を用いて正旋円偏波となるビーム送信)からドップラ多重数NDM(1)=2でドップラシフト量(DOP1及びDOP)が付与される。 In the example shown in FIG. 26, in the transmission period of nsw=1, two beam transmitting antennas Tx#5 (beam transmission with normal circular polarization using Tx#1 and Tx#2), Tx#6 (Tx #3 and Tx #4 are used to transmit a beam with normal circular polarization), Doppler shift amounts (DOP 1 and DOP 2 ) are given with a Doppler multiplex number N DM (1)=2.

また、図26に示す例では、nsw=2の送信周期において、4つの送信アンテナTx#1~#4からドップラ多重数NDM(2)=4でドップラシフトが付与される。 Further, in the example shown in FIG. 26, Doppler shift is applied from four transmitting antennas Tx#1 to Tx#4 with a Doppler multiplex number N DM (2)=4 in a transmission period of nsw=2.

ここで、nsw=1の送信周期は、mod(m-1,Nsw)+1=1を満たす送信周期である。また、nsw=2の送信周期は、mod(m-1,Nsw)+1=2を満たす送信周期である。ここで、mは送信周期の送信回数を示すインデックスであり、m=1,~,Ncである。以下、nswを「送信切替インデックス」と呼ぶ。 Here, the transmission cycle of nsw=1 is a transmission cycle that satisfies mod(m-1,Nsw)+1=1. Further, the transmission cycle of nsw=2 is a transmission cycle that satisfies mod(m-1,Nsw)+1=2. Here, m is an index indicating the number of transmissions in the transmission cycle, and m=1,~,Nc. Hereinafter, nsw will be referred to as a "transmission switching index."

なお、以下では、nswの送信周期におけるドップラ多重数をNDM(nsw)と表記する。ここでは、NDM(1)=2、NDM(2)=4に設定されるが、これに限定されず、以下の条件を満たす設定であればよい。 Note that, hereinafter, the number of Doppler multiplexing in the transmission cycle of nsw will be expressed as N DM (nsw). Here, N DM (1)=2 and N DM (2)=4 are set, but the setting is not limited to this, and any setting that satisfies the following conditions may be used.

<ドップラシフト可変設定周期Nswにおけるドップラ多重数の設定条件>
ドップラシフト可変設定周期Nswにおけるドップラ多重数の総和は、次式(82)で示すように、送信アンテナ数Nt及びビーム送信数NBFの和(Nt+NBF)以上となるように設定する。

Figure 2023141038000086
<Setting conditions for Doppler multiplexing number in Doppler shift variable setting period Nsw>
The sum of the Doppler multiplexing numbers in the Doppler shift variable setting cycle Nsw is set to be greater than or equal to the sum (Nt+N BF ) of the number of transmitting antennas Nt and the number of beam transmissions N BF , as shown in the following equation (82).
Figure 2023141038000086

また、送信アンテナ数Nt及びビーム送信数NBFの各送信アンテナから少なくとも1回以上は送信が行われるように設定されてよい。また、各ドップラシフト可変設定周期において、送信アンテナ109と、ビーム送信に用いる送信アンテナとは重複しないように設定されてよい。 Furthermore, the setting may be such that transmission is performed at least once from each of the transmitting antennas of the number of transmitting antennas Nt and the number of beam transmissions NBF . Further, in each Doppler shift variable setting cycle, the transmitting antenna 109 and the transmitting antenna used for beam transmission may be set so as not to overlap.

なお、各nswの送信周期におけるドップラ多重数NDM(nsw)は、Nt≧NDM(nsw)≧1となるように設定されてよい。ここで、nsw=1,~,Nswである。 Note that the Doppler multiplex number N DM (nsw) in each nsw transmission cycle may be set so that Nt≧N DM (nsw)≧1. Here, nsw=1,~,Nsw.

例えば、Nsw=3として、3送信周期のドップラシフト可変設定周期としてもよい。例えば、送信切替インデックスnsw=1ではビーム送信アンテナによる正旋円偏波の送信、nsw=2ではビーム送信アンテナによる逆旋円偏波の送信、送信切替インデックスnsw=3では各送信アンテナ109(水平偏波あるいは垂直偏波)から送信、のように設定されてもよい。 For example, by setting Nsw=3, the Doppler shift variable setting period may be set to 3 transmission periods. For example, when the transmission switching index nsw=1, the beam transmitting antenna transmits a normal circularly polarized wave, when nsw=2, the beam transmitting antenna transmits a counterclockwise circularly polarized wave, and when the transmission switching index nsw=3, each transmitting antenna 109 (horizontal or vertical polarization).

図27は、ドップラ多重割り当てテーブルの一例を示す。図27に示すテーブルは、図25に示すアンテナ配置でTx#1~#4(送信アンテナ数Nt=4)、及び、ビーム送信アンテナ数NBF=2で、ドップラシフト可変設定周期Nsw=3の場合のドップラ多重割り当てテーブルである。図27に示す例では、nsw=1の送信周期において、2つのビーム送信アンテナTx#5(Tx#1及びTx#2を用いて正旋円偏波となるビーム送信)、Tx#6(Tx#3及びTx#4を用いて正旋円偏波となるビーム送信)からドップラ多重数NDM(1)=2でドップラシフト量(DOP1及びDOP)が付与される。 FIG. 27 shows an example of a Doppler multiple assignment table. The table shown in FIG. 27 has the antenna arrangement shown in FIG. 25, Tx #1 to #4 (number of transmitting antennas Nt = 4), number of beam transmitting antennas NBF = 2, and Doppler shift variable setting period Nsw = 3. This is the Doppler multiple assignment table for the case. In the example shown in FIG. 27, in the transmission period of nsw=1, two beam transmitting antennas Tx#5 (beam transmission with normal circular polarization using Tx#1 and Tx#2), Tx#6 (Tx #3 and Tx #4 are used to transmit a beam with normal circular polarization), Doppler shift amounts (DOP 1 and DOP 2 ) are given with a Doppler multiplex number N DM (1)=2.

また、図27に示す例では、nsw=2の送信周期において、2つのビーム送信アンテナTx#5(Tx#1及びTx#2を用いて逆旋円偏波となるビーム送信)、Tx#6(Tx#3及びTx#4を用いて逆旋円偏波となるビーム送信)からドップラ多重数NDM(1)=2でドップラシフト量(DOP1及びDOP)が付与される。また、図27に示す例では、nsw=3の送信周期において、4つの送信アンテナからドップラ多重数NDM(3)=4でドップラシフトが付与される。 In addition, in the example shown in FIG. 27, in the transmission period of nsw=2, two beam transmission antennas Tx#5 (beam transmission with anti-circular polarization using Tx#1 and Tx#2), Tx#6 (Beam transmission with anti-circular polarization using Tx#3 and Tx#4), Doppler shift amounts (DOP 1 and DOP 2 ) are given with Doppler multiplex number N DM (1)=2. Further, in the example shown in FIG. 27, Doppler shift is applied from four transmitting antennas with a Doppler multiplex number N DM (3)=4 in a transmission period of nsw=3.

また、例えば、各ドップラシフト可変設定周期で、ビーム送信アンテナによる正旋あるいは逆旋円偏波の送信と、ビーム送信アンテナと異なる送信アンテナ(水平偏波あるいは垂直偏波)から送信のように、円偏波と直線偏波の送信を混在させて送信するように設定されてもよい。例えば、レーダ送信部100cは、少なくとも一組の隣り合う送信アンテナ109からの送信の際に、同一のドップラシフト量、及び、位相が90°異なる送信ウエイトを適用してレーダ送信信号を多重送信する送信処理と、異なるドップラシフト量を適用してレーダ送信信号を多重送信する送信処理と、同一送信周期において行ってもよい。 In addition, for example, at each Doppler shift variable setting period, transmission of normal or anti-circular polarization by a beam transmission antenna, and transmission from a transmission antenna (horizontal polarization or vertical polarization) different from the beam transmission antenna. It may be configured to transmit a mixture of circularly polarized waves and linearly polarized waves. For example, the radar transmitting unit 100c multiplex-transmits radar transmission signals by applying the same amount of Doppler shift and transmission weights whose phases differ by 90 degrees when transmitting from at least one set of adjacent transmitting antennas 109. The transmission process and the transmission process of multiplexing radar transmission signals by applying different Doppler shift amounts may be performed in the same transmission cycle.

図28は、ドップラ多重割り当てテーブルの一例を示す。図28に示すテーブルは、図25に示すアンテナ配置でTx#1~#4(送信アンテナ数Nt=4)、及び、ビーム送信アンテナ数NBF=2で、ドップラシフト可変設定周期Nsw=2の場合のドップラ多重割り当てテーブルである。図28に示す例では、nsw=1の送信周期において、一方のビーム送信アンテナTx#5(Tx#1及びTx#2からドップラシフト量DOP1を用いて、正旋円偏波となるビーム送信)と、2つの送信アンテナTx#3及びTx#4(それぞれドップラシフト量DOP2、DOP3を用いた送信)から、ドップラ多重数NDM(2)=3でドップラシフトが付与される。 FIG. 28 shows an example of a Doppler multiple assignment table. The table shown in FIG. 28 has the antenna arrangement shown in FIG. 25, Tx#1 to #4 (number of transmitting antennas Nt=4), number of beam transmitting antennas N BF =2, and Doppler shift variable setting period Nsw=2. This is the Doppler multiple assignment table for the case. In the example shown in FIG. 28, in the transmission period of nsw=1, one beam transmitting antenna Tx#5 (from Tx#1 and Tx#2 with a Doppler shift amount DOP 1 is used to transmit a beam with normal circular polarization). ) and two transmitting antennas Tx#3 and Tx#4 (transmission using Doppler shift amounts DOP 2 and DOP 3 , respectively), a Doppler shift is given with a Doppler multiplex number N DM (2)=3.

また、図28に示す例では、nsw=2の送信周期において、他方のビーム送信アンテナTx#6(Tx#3及びTx#4からドップラシフト量DOP3を用いて、正旋円偏波となるビーム送信)と、2つの送信アンテナTx#1及びTx#2(それぞれドップラシフト量DOP1、DOP2を用いた送信)から、ドップラ多重数NDM(2)=3でドップラシフトが付与される。 In addition, in the example shown in FIG. 28, in the transmission period of nsw=2, using the Doppler shift amount DOP 3 from the other beam transmitting antenna Tx#6 (Tx#3 and Tx#4), the wave becomes a right circularly polarized wave. Doppler shift is given by the Doppler multiplex number N DM (2) = 3 from the two transmitting antennas Tx#1 and Tx#2 (transmission using Doppler shift amounts DOP 1 and DOP 2 , respectively). .

送信切替制御部112は、例えば、上述したドップラ多重割り当てテーブルに基づいて、ドップラシフト設定部106に対して、以下の制御を行う。 For example, the transmission switching control unit 112 performs the following control on the Doppler shift setting unit 106 based on the above-mentioned Doppler multiple assignment table.

ドップラシフト設定部106は、送信切替制御部112からの制御に基づき、nswの送信周期におけるドップラ多重数NDM(nsw)を用いて、ドップラシフト量DOPndm(nsw)を付与するための位相回転量φndm(nsw)を設定し、送信ウエイト生成部113へ出力する。なお、nswの送信周期において送信しないアンテナ(送信オフのアンテナ)を含めてもよい。ここで、ndm=1,~, NDM(nsw)であり、nsw=1,~,Nswである。 Based on the control from the transmission switching control unit 112, the Doppler shift setting unit 106 uses the Doppler multiplex number N DM (nsw) in the transmission period of nsw to set a phase rotation for applying the Doppler shift amount DOP ndm (nsw). The amount φ ndm (nsw) is set and output to the transmission weight generation section 113. Note that an antenna that does not transmit in the nsw transmission cycle (transmission-off antenna) may be included. Here, ndm=1,~, N DM (nsw), and nsw=1,~,Nsw.

位相回転量設定部105におけるドップラ多重数NDM(nsw)を用いたドップラシフト量DOPndm(nsw)を付与するための位相回転量φndmの設定は、実施の形態1と同様の動作であり、等間隔のドップラシフト量が設定されてもよく、或いは、不等間隔のドップラシフト量が設定されてもよい。 The setting of the phase rotation amount φ ndm for applying the Doppler shift amount DOP ndm (nsw) using the Doppler multiplex number N DM (nsw) in the phase rotation amount setting unit 105 is the same operation as in the first embodiment. , equally spaced Doppler shift amounts may be set, or unequally spaced Doppler shift amounts may be set.

例えば、等間隔のドップラシフト量として、次式(83)を用いてもよい。

Figure 2023141038000087
For example, the following equation (83) may be used as the equally spaced Doppler shift amount.
Figure 2023141038000087

また、例えば、不等間隔のドップラシフト量として、次式(84)を用いてもよい。

Figure 2023141038000088
Further, for example, the following equation (84) may be used as the amount of Doppler shift at irregular intervals.
Figure 2023141038000088

ここで、Nint(nsw)は0以上の整数値をとる。 Here, N int (nsw) takes an integer value of 0 or more.

送信ウエイト生成部113は、送信切替制御部112の制御に従って、送信アンテナTx#1から#Nt(送信アンテナ数Nt)に対する振幅及び位相からなる送信ウエイトWntx(nsw)を、以下のように設定する。ここで、ntx=1~Ntである。 Under the control of the transmission switching control unit 112, the transmission weight generation unit 113 sets the transmission weight W ntx (nsw) consisting of the amplitude and phase for the transmission antennas Tx #1 to #Nt (the number of transmission antennas Nt) as follows. do. Here, ntx=1 to Nt.

(1)ビーム送信アンテナがオンの場合、送信ウエイト生成部113は、送信オンとなるビーム送信アンテナを構成する送信アンテナ109に対して、異なる直線偏波アンテナを利用した円偏波となるウエイト係数を設定する。 (1) When the beam transmission antenna is on, the transmission weight generation unit 113 generates a weight coefficient for circularly polarized waves using different linearly polarized antennas for the transmission antenna 109 that constitutes the beam transmission antenna whose transmission is turned on. Set.

異なる直線偏波アンテナを利用した円偏波となる送信ウエイト係数は、例えば、一方の送信アンテナ109に対し、Amp×exp[jη]の送信ウエイトを設定した場合、他方の送信アンテナ109に対し、Amp×exp[j(η+π/2)]あるいはAmp×exp[j(η-π/2)]となる送信ウエイトである。例えば、異なる直線偏波アンテナを利用した円偏波となる送信ウエイトの位相差は+90°あるいは-90°である。このような送信ウエイトの乗算により、右旋あるいは左旋の円偏波となる送信信号が送信される。以下、何れかの円偏波方向を正旋とした場合、もう一方の円偏波方向を逆旋と呼ぶことがある。ここでξは、任意の位相である。 The transmission weight coefficient for circularly polarized waves using different linearly polarized antennas is, for example, if a transmission weight of Amp×exp[jη] is set for one transmitting antenna 109, for the other transmitting antenna 109, The transmission weight is Amp×exp[j(η+π/2)] or Amp×exp[j(η-π/2)]. For example, the phase difference between circularly polarized transmission weights using different linearly polarized antennas is +90° or -90°. By multiplying the transmission weights in this manner, a transmission signal that becomes a right-handed or left-handed circularly polarized wave is transmitted. Hereinafter, when one of the directions of circular polarization is defined as normal rotation, the other direction of circular polarization may be referred to as reverse rotation. Here ξ is an arbitrary phase.

(2)送信オンとなるビーム送信アンテナに含まれず、送信オンとする送信アンテナは、ゼロでない所定の振幅値Ampを付与する。 (2) A transmitting antenna that is not included in the beam transmitting antennas that are turned on and whose transmission is turned on is given a predetermined amplitude value Amp that is not zero.

(1)あるいは(2)に含まれない送信オフとなる送信アンテナは、送信オフとするためゼロ振幅のウェイト(送信オフ制御と等価な動作)が設定される。 For transmitting antennas that are not included in (1) or (2) and whose transmission is turned off, zero amplitude weights (operation equivalent to transmission off control) are set to turn off transmission.

送信ウエイト生成部113は、例えば、送信切替制御部112が図26に示すドップラ多重割り当てテーブルに基づいて制御する場合、下記のような送信ウエイトを設定してよい。 For example, when the transmission switching control section 112 performs control based on the Doppler multiplex allocation table shown in FIG. 26, the transmission weight generation section 113 may set the transmission weight as described below.

nsw=1の場合、
W1(1)=Amp×exp[jη], W2(1)=Amp×exp[j(η+π/2)],
W3(1)=Amp×exp[jη], W4(1)= Amp×exp[j(η+π/2)]
あるいは
W1(1)=Amp×exp[jη], W2(1)=Amp×exp[j(η-π/2)],
W3(1)=Amp×exp[jη], W4(1)= Amp×exp[j(η-π/2)]
nsw=2の場合、W1(2)=W2(2)=W3(2)=W4(2)= Amp
If nsw=1,
W 1 (1)=Amp×exp[jη], W 2 (1)=Amp×exp[j(η+π/2)],
W 3 (1)=Amp×exp[jη], W 4 (1)= Amp×exp[j(η+π/2)]
or
W 1 (1)=Amp×exp[jη], W 2 (1)=Amp×exp[j(η-π/2)],
W 3 (1)=Amp×exp[jη], W 4 (1)= Amp×exp[j(η-π/2)]
If nsw=2, W 1 (2)=W 2 (2)=W 3 (2)=W 4 (2)= Amp

なお、ビーム送信アンテナがオンの場合、送信ウエイト生成部113は、送信オンとなるビーム送信アンテナを構成する送信アンテナ109に対して、異なる直線偏波アンテナを利用した円偏波となる送信ウエイト係数を設定してよい。送信ウエイト生成部113は、例えば、一方の送信アンテナ109に対し、Amp×exp[jη]の送信ウエイトを設定した場合、他方の送信アンテナ109に対し、Amp×exp[j(η+ξ)]あるいはAmp×exp[j(η-ξ)]となる送信ウエイトを設定してもよい。 Note that when the beam transmitting antenna is on, the transmitting weight generation unit 113 generates a transmitting weight coefficient for circularly polarized waves using a different linearly polarized antenna for the transmitting antenna 109 that constitutes the beam transmitting antenna whose transmitting is on. may be set. For example, when setting a transmission weight of Amp×exp[jη] for one transmitting antenna 109, the transmitting weight generating unit 113 sets a transmitting weight of Amp×exp[j(η+ξ)] for the other transmitting antenna 109. Alternatively, the transmission weight may be set as Amp×exp[j(η-ξ)].

ここで、ξは、π/6~5π/6ラジアン(=30°~150°)の範囲であってもよい。例えば、送信アンテナ109間の位相偏差が予め補正される場合、ビーム送信によって、ξに依存して送信ビームの主ビーム方向が変化した円偏波が生成される。例えば、ビーム送信する送信アンテナ間隔がλ/2で、ξ=90°の場合、主ビーム方向は正面0°方向となる円偏波が生成される。 Here, ξ may be in the range of π/6 to 5π/6 radians (=30° to 150°). For example, when the phase deviation between the transmitting antennas 109 is corrected in advance, beam transmission generates circularly polarized waves in which the main beam direction of the transmitting beam changes depending on ξ. For example, when the beam transmission antenna spacing is λ/2 and ξ=90°, a circularly polarized wave is generated in which the main beam direction is 0° in front.

また、例えば、ξ=30°の場合、主ビーム方向は正面方向から-15°程度シフトした方向に円偏波が生成される。また、例えば、ξ=150°の場合、主ビーム方向は正面方向から+15°程度シフトした方向に円偏波が生成される。ここで、λは送信アンテナから出力される高周波信号の波長(チャープ信号を用いる場合は、チャープ信号の中心周波数における波長を用いる。)である。 Further, for example, when ξ=30°, circularly polarized waves are generated in a direction in which the main beam direction is shifted by about -15° from the front direction. Further, for example, when ξ=150°, circularly polarized waves are generated in a direction in which the main beam direction is shifted by about +15° from the front direction. Here, λ is the wavelength of the high frequency signal output from the transmitting antenna (if a chirp signal is used, the wavelength at the center frequency of the chirp signal is used).

送信ウエイト生成部113は、設定した送信ウエイトにドップラ位相回転量を含めた送信ウエイト(以下、「ドップラ多重送信ウエイト」と呼ぶ)WDntxを設定し、送信ウエイト乗算部114に出力する。 Transmission weight generation section 113 sets a transmission weight (hereinafter referred to as "Doppler multiplex transmission weight") WD ntx that includes the set transmission weight and the amount of Doppler phase rotation, and outputs it to transmission weight multiplication section 114 .

次式(85)は、第m番目の送信周期Trにおける第ntx番目の送信アンテナに対するドップラ多重送信ウエイトWDntxを示す。ここで、ntx=1,~,Ntである。

Figure 2023141038000089
The following equation (85) indicates the Doppler multiplex transmission weight WD ntx for the ntx-th transmitting antenna in the m-th transmission period Tr. Here, ntx=1,~,Nt.
Figure 2023141038000089

なお、floor[x]は実数xを超えない最大の整数を出力する演算子である。jは虚数単位である。 Note that floor[x] is an operator that outputs the largest integer that does not exceed the real number x. j is an imaginary unit.

Nt個の送信ウエイト乗算部114は、送信周期Tr毎に、レーダ送信信号生成部101から入力されるチャープ信号cp(t)に対して、Nt個の送信アンテナ109毎のドップラ多重送信ウエイトWDntx(m)をそれぞれ乗算する。なお、ntx=1,~,Ntである。Nt個の送信ウエイト乗算部114からの出力は、規定された送信電力に増幅後に、送信アレーアンテナ部のNt個の送信アンテナ109から空間に放射される。 The Nt transmission weight multipliers 114 calculate Doppler multiplex transmission weights WD ntx for each of the Nt transmission antennas 109 for the chirp signal cp(t) input from the radar transmission signal generation section 101 for each transmission period Tr. Multiply each by (m). Note that ntx=1,~,Nt. The outputs from the Nt transmission weight multipliers 114 are amplified to a specified transmission power and then radiated into space from the Nt transmission antennas 109 of the transmission array antenna section.

例えば、第ntx番目の送信ウエイト乗算部114は、レーダ送信信号生成部101で生成された第m番目のチャープ信号cp(t)に対して、ドップラ多重送信ウエイトWDntx(m)を乗算し、第ntx番目の送信アンテナ109に出力する。例えば、第ntx番目の送信ウエイト乗算部114は、レーダ送信信号生成部101で送信周期毎に生成されたNc個のチャープ信号cp(t)に対して、ドップラ多重送信ウエイトWDntx(nsw)を、次式(86)のように乗算して、第ntx番目の送信アンテナに出力する。

Figure 2023141038000090
For example, the ntx-th transmission weight multiplication unit 114 multiplies the m-th chirp signal cp(t) generated by the radar transmission signal generation unit 101 by the Doppler multiplex transmission weight WD ntx (m), It is output to the ntx-th transmitting antenna 109. For example, the ntx-th transmission weight multiplier 114 applies the Doppler multiplex transmission weight WD ntx (nsw) to the Nc chirp signals cp(t) generated in each transmission cycle by the radar transmission signal generation section 101. , and output to the ntx-th transmitting antenna.
Figure 2023141038000090

このように、レーダ送信部100cは、少なくとも一組の隣り合う送信アンテナ109(例えば、水平偏波アンテナ及び垂直偏波アンテナのペア)からの送信の際に、同一のドップラシフト量、及び、位相が90°異なる送信ウエイトを適用してレーダ送信信号を多重送信する送信処理と、異なるドップラシフト量を適用してレーダ送信信号を多重送信する送信処理と、を時間的に切り替える。例えば、位相が90°異なる送信ウエイトの使用により、実施の形態1と同様、レーダ装置10cは、多重送信する送信アンテナ数Ntを超える送信アンテナを利用可能となり、送信アンテナ109の偏波(例えば、水平偏波及び垂直偏波)と異なる偏波(例えば、円偏波)の送信アンテナを利用可能となる。 In this way, the radar transmitting unit 100c transmits data from at least one set of adjacent transmitting antennas 109 (for example, a pair of a horizontally polarized antenna and a vertically polarized antenna) using the same Doppler shift amount and phase. A transmission process in which radar transmission signals are multiplexed by applying transmission weights that differ by 90° and a transmission process in which radar transmission signals are multiplexed by applying different Doppler shift amounts are temporally switched. For example, by using transmission weights whose phases differ by 90 degrees, radar device 10c can use transmission antennas exceeding the number Nt of transmission antennas for multiplex transmission, as in the first embodiment, and the polarization of transmission antenna 109 (for example, It becomes possible to use a transmitting antenna with a polarization different from the horizontal polarization (horizontal polarization and vertical polarization) (for example, circular polarization).

[レーダ受信部200cの構成]
図25において、レーダ受信部200cの動作は、ミキサ部204からビート周波数解析部208までの動作は、実施の形態1と同様である。
[Configuration of radar receiving unit 200c]
In FIG. 25, the operation of radar receiving section 200c from mixer section 204 to beat frequency analysis section 208 is the same as in the first embodiment.

出力切替部209は、送信切替制御部112から入力される送信切替インデックスnswに基づいて、送信周期毎のビート周波数解析部208の出力を、Nsw個のドップラ解析部210のうち、nsw番目のドップラ解析部210に選択的に切り替えて出力する。例えば、出力切替部209は、第m番目の送信周期Trにおいて、mod(m-1, Nsw)+1番目のドップラ解析部210を選択する。ここで、nsw=1,~,Nswである。 Based on the transmission switching index nsw input from the transmission switching control unit 112, the output switching unit 209 converts the output of the beat frequency analysis unit 208 for each transmission period into the nsw-th Doppler among the Nsw Doppler analysis units 210. It is selectively switched to and output to the analysis section 210. For example, the output switching unit 209 selects the mod(m−1, Nsw)+1th Doppler analysis unit 210 in the mth transmission period Tr. Here, nsw=1,~,Nsw.

信号処理部206は、Nsw個のドップラ解析部210-1~210-Nsw(又は、第1~第Nswのドップラ解析部210と呼ぶ)を有する。例えば、第nsw番目のドップラ解析部210には、出力切替部209によってNsw回の送信周期(Nsw×Tr)毎にデータが入力される。第nsw番目のドップラ解析部210は、Nc回の送信周期のうち、Ncsub=Nc/Nsw回の送信周期のデータ(例えば、ビート周波数解析部208から入力されるビート周波数応答RFT(fb, m))を用いて、距離インデックスfb毎にドップラ解析を行う。なお、NcはNswの整数倍に設定する。 The signal processing unit 206 includes Nsw Doppler analysis units 210-1 to 210-Nsw (or referred to as first to Nsw Doppler analysis units 210). For example, the output switching unit 209 inputs data to the nsw-th Doppler analysis unit 210 every Nsw transmission cycles (Nsw×Tr). The nsw-th Doppler analysis unit 210 generates data of Ncsub=Nc/Nsw transmission cycles among the Nc transmission cycles (for example, the beat frequency response RFT z (f b , Doppler analysis is performed for each distance index f b using m)). Note that Nc is set to an integral multiple of Nsw.

例えば、Ncodeが2のべき乗値である場合、ドップラ解析においてFFT処理を適用できる。この場合、FFTサイズはNcsubであり、サンプリング定理から導出される折り返しが発生しない最大ドップラ周波数は±1/(2Nsw×Tr)である。また、ドップラ周波数インデックスfsのドップラ周波数間隔は1/(Nsw×Ncsub×Tr)であり、ドップラ周波数インデックスfsの範囲はfs = -Ncsub/2,~, 0,~, Ncsub/2-1である。 For example, when Ncode is a power of 2, FFT processing can be applied in Doppler analysis. In this case, the FFT size is Ncsub, and the maximum Doppler frequency at which aliasing does not occur, which is derived from the sampling theorem, is ±1/(2Nsw×Tr). Also, the Doppler frequency interval of the Doppler frequency index f s is 1/(Nsw×Ncsub×Tr), and the range of the Doppler frequency index f s is f s = -Ncsub/2,~, 0,~, Ncsub/2− It is 1.

例えば、第z番目の信号処理部206のドップラ解析部210の出力VFT nsw(fb, fs)は、式(39)において、NcodeをNcsubに置き換え、LocをNswに置き換え、nocをnswに置き換えた式で表され、これら以外は、実施の形態1と同様な動作である。 For example, the output VFT z nsw (f b , f s ) of the Doppler analysis unit 210 of the z-th signal processing unit 206 is determined by replacing Ncode with Ncsub, replacing Loc with Nsw, and replacing noc with nsw in equation (39). Other than these, the operation is the same as in the first embodiment.

図25において、CFAR部211は、第1~第Na番目の信号処理部206それぞれのNsw個のドップラ解析部210の出力を用いて、CFAR処理(例えば、適応的な閾値判定)を行い、ピーク信号を与える距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_cfarを抽出する。 In FIG. 25, the CFAR unit 211 performs CFAR processing (for example, adaptive threshold determination) using the outputs of the Nsw Doppler analysis units 210 of the first to Nath signal processing units 206, and Extract the distance index f b_cfar and Doppler frequency index f s_cfar that give the signal.

CFAR部211は、例えば、次式(87)のように、第1~第Na番目の信号処理部206におけるnsw番目のドップラ解析部210の出力VFTz nsw(fb, fs)毎に、電力加算したPowerFTnsw(fb, fs)、を用いて、距離軸とドップラ周波数軸(相対速度に相当)とからなる2次元のCFAR処理、又は、1次元のCFAR処理を組み合わせたCFAR処理を行う。CFAR部211は、適応的に閾値を設定し、閾値よりも大きい受信電力となる距離インデックスfb_cfar(nsw)、ドップラ周波数インデックスfs_cfar(nsw)、及び、受信電力情報PowerFTnsw(fb_cfar(nsw), fs_cfar(nsw))をドップラ多重分離部216に出力する。

Figure 2023141038000091
For example, the CFAR unit 211 calculates, for each output VFT z nsw (f b , f s ) of the nsw-th Doppler analysis unit 210 in the first to Na-th signal processing units 206, as shown in the following equation (87). Two-dimensional CFAR processing consisting of distance axis and Doppler frequency axis (corresponding to relative velocity) or CFAR processing that combines one-dimensional CFAR processing using PowerFT nsw (f b , f s ) with power addition I do. The CFAR unit 211 adaptively sets a threshold value, and calculates the distance index f b_cfar (nsw), Doppler frequency index f s_cfar (nsw), and received power information PowerFT nsw (f b_cfar (nsw ), f s_cfar (nsw)) to the Doppler demultiplexer 216.
Figure 2023141038000091

又は、各nswにおけるドップラ多重数が同一(NDM(1)=…=NDM(Nsw))で、各nswにおけるドップラシフト量も同一である場合、CFAR部211は、次式(88)のように、各nswのドップラ解析部210の出力をすべて電力加算したPowerFT(fb, fs)を出力して、CFAR処理を共通に行ってもよい。CFAR部211は、適応的に閾値を設定し、閾値よりも大きい受信電力となる距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_cfar、及び、受信電力情報PowerFT (fb_cfar, fs_cfar)をドップラ多重分離部に出力する。

Figure 2023141038000092
Alternatively, if the number of Doppler multiplexing in each nsw is the same (N DM (1)=...=N DM (Nsw)) and the amount of Doppler shift in each nsw is also the same, the CFAR unit 211 calculates the following equation (88). CFAR processing may be performed in common by outputting PowerFT(f b , f s ) obtained by adding up the power of all the outputs of the Doppler analysis unit 210 of each nsw. The CFAR unit 211 adaptively sets a threshold, and sends the distance index f b_cfar , Doppler frequency index f s_cfar , and received power information PowerFT (f b_cfar , f s_cfar ), which result in received power greater than the threshold, to the Doppler demultiplexer. Output to.
Figure 2023141038000092

なお、ドップラシフト量DOPndmを付与するための位相回転量φndmとして、例えば、式(83)を用いる場合、ドップラ解析部210の出力におけるドップラ周波数領域のドップラシフト量の間隔は等間隔となり、ドップラ周波数インデックスの間隔でドップラシフト量の間隔ΔFD(nsw)を表すと、ΔFD(nsw)=Ncsub/NDM(nsw)となる。そのため、ドップラ解析部210の出力において、ドップラ周波数領域では、ドップラシフト多重される各信号に対して、ΔFDの間隔でピークがそれぞれ検出され、実施の形態1におけるCFAR部211の処理として説明したドップラ領域圧縮CFAR処理を適用できる。この場合、fs_comp=-ΔFD(nsw)/2,~,- ΔFD(nsw)/2-1である。また、CFAR部211は、例えば、距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_comp_cfar(nsw)をドップラ多重分離部216に出力する。 Note that when, for example, equation (83) is used as the phase rotation amount φ ndm for giving the Doppler shift amount DOP ndm , the intervals of the Doppler shift amount in the Doppler frequency domain in the output of the Doppler analysis unit 210 are equal intervals, If the Doppler shift amount interval ΔFD(nsw) is expressed by the Doppler frequency index interval, then ΔFD(nsw)=Ncsub/N DM (nsw). Therefore, in the Doppler frequency domain, in the output of Doppler analysis section 210, peaks are detected at intervals of ΔFD for each signal subjected to Doppler shift multiplexing, and the Doppler Area compression CFAR processing can be applied. In this case, f s_comp =-ΔFD(nsw)/2,~,- ΔFD(nsw)/2-1. Further, the CFAR unit 211 outputs, for example, a distance index f b_cfar and a Doppler frequency index f s_comp_cfar (nsw) to the Doppler multiplexing/demultiplexing unit 216.

また、ドップラシフト量DOPndmを付与するための位相回転量φndmとして、例えば、式(84)を用いる場合、ドップラ解析部210の出力におけるドップラ周波数領域のドップラシフト量の間隔は不等間隔となり、ドップラ周波数インデックスの間隔でドップラシフト量の間隔ΔFD(nsw)の整数倍となる。ここで、ΔFD(nsw)=Ncsub/(NDM(nsw)+Nint(nsw))である。そのため、ドップラ解析部210の出力において、ドップラ周波数領域では、ドップラシフト多重される各信号に対して、ΔFD(nsw)の間隔あるいはΔFD(nsw)の整数倍の間隔でピークがそれぞれ検出され、実施の形態1におけるCFAR部211の処理として説明したドップラ領域圧縮CFAR処理を適用できる。この場合、fs_comp=-ΔFD(nsw)/2,~,- ΔFD(nsw)/2-1である。また、CFAR部211は、例えば、距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_comp_cfar(nsw)をドップラ多重分離部216に出力する。 Furthermore, when using, for example, equation (84) as the phase rotation amount φ ndm for giving the Doppler shift amount DOP ndm , the intervals of the Doppler shift amount in the Doppler frequency domain in the output of the Doppler analysis unit 210 are unequal intervals. , the Doppler frequency index interval is an integer multiple of the Doppler shift amount interval ΔFD(nsw). Here, ΔFD(nsw)=Ncsub/(N DM (nsw)+N int (nsw)). Therefore, in the output of the Doppler analysis unit 210, in the Doppler frequency domain, peaks are detected for each Doppler shift multiplexed signal at intervals of ΔFD(nsw) or at intervals of an integer multiple of ΔFD(nsw), and The Doppler region compression CFAR processing described as the processing of the CFAR unit 211 in the first embodiment can be applied. In this case, f s_comp =-ΔFD(nsw)/2,~,- ΔFD(nsw)/2-1. Further, the CFAR unit 211 outputs, for example, a distance index f b_cfar and a Doppler frequency index f s_comp_cfar (nsw) to the Doppler multiplexing/demultiplexing unit 216.

以下では、ドップラ領域圧縮CFAR処理を適用した場合の動作を説明する。 Below, the operation when applying Doppler region compression CFAR processing will be explained.

図25において、第nsw番目のドップラ多重分離部216は、CFAR部211から入力される距離インデックスfb_cfar(nsw)及びドップラ周波数インデックスfs_comp_cfar(nsw)、及び第nsw番目のドップラ解析部210の出力に基づいて、ドップラ多重信号を分離する。 In FIG. 25, the nsw-th Doppler demultiplexer 216 receives the distance index f b_cfar (nsw) and Doppler frequency index f s_comp_cfar (nsw) input from the CFAR unit 211, and the output of the nsw-th Doppler analyzer 210. Separate Doppler multiplexed signals based on .

例えば、式(84)を用いた不等間隔ドップラ多重信号の分離は、特許文献5に記載されており詳細な説明は省略する。また、ドップラ多重分離部216は、距離インデックスfb_cfar(nsw)及びドップラ周波数インデックスfs_comp_cfar(nsw)におけるnsw番目のドップラ解析部210の出力VFT nsw(fb_cfar, fs_comp_cfar(nsw))及びVFT nsw(fb_cfar, fs_comp_cfar(nsw)+ΔFD(nsw)×(整数倍))となるドップラ周波数インデックスの電力情報を用いることで、ドップラ多重信号DOPndm(nsw)を特定する。また、ドップラ多重分離部216は、ドップラ多重割り当てテーブルに基づいて、ドップラ多重信号に割り当てた送信アンテナ109の検出が可能となる。また、ドップラ多重分離部216は、物標のドップラ周波数を±1/(2Nsw×Tr)の範囲で検出できる。 For example, separation of non-uniformly spaced Doppler multiplexed signals using equation (84) is described in Patent Document 5, and detailed explanation will be omitted. Further, the Doppler demultiplexer 216 outputs the output VFT z nsw (f b_cfar , f s_comp_cfar (nsw)) of the nsw-th Doppler analysis unit 210 at the distance index f b_cfar (nsw) and the Doppler frequency index f s_comp_cfar (nsw) and the VFT The Doppler multiplex signal DOP ndm (nsw) is specified by using the power information of the Doppler frequency index that is z nsw (f b_cfar , f s_comp_cfar (nsw)+ΔFD(nsw)×(integer multiple)). Further, the Doppler multiplexing/demultiplexing section 216 can detect the transmitting antenna 109 assigned to the Doppler multiplexed signal based on the Doppler multiplexing assignment table. Further, the Doppler demultiplexer 216 can detect the Doppler frequency of the target object within a range of ±1/(2Nsw×Tr).

また、例えば、式(83)を用いた等間隔ドップラ多重信号の分離において、ドップラ多重分離部216は、物標のドップラ周波数を±1/(2Nsw×NDM(nsw)×Tr)の範囲とし、距離インデックスfb_cfar(nsw)及びドップラ周波数インデックスfs_comp_cfar(nsw)におけるnsw番目のドップラ解析部210の出力VFT nsw(fb_cfar, fs_comp_cfar(nsw))及びVFT nsw(fb_cfar, fs_comp_cfar(nsw)+ΔFD(nsw)×(整数倍))となるドップラ周波数インデックスを用いて、ドップラ多重信号DOPndm(nsw)を特定する。また、ドップラ多重分離部216は、ドップラ多重割り当てテーブルに基づいて、ドップラ多重信号に割り当てた送信アンテナ109の検出が可能となる。 Further, for example, in separating equally spaced Doppler multiplexed signals using equation (83), the Doppler demultiplexer 216 sets the Doppler frequency of the target in the range of ±1/(2Nsw×N DM (nsw)×Tr). , the output VFT z nsw (f b_cfar , f s_comp_cfar ( nsw ) ) and VFT z nsw (f b_cfar , f s_comp_cfar (nsw)+ΔFD(nsw)×(integer multiple)) Doppler multiplexed signal DOP ndm (nsw) is specified using the Doppler frequency index. Further, the Doppler multiplexing/demultiplexing section 216 can detect the transmitting antenna 109 assigned to the Doppler multiplexed signal based on the Doppler multiplexing assignment table.

以下では、CFAR部211から入力される距離インデックスfb_cfar(nsw)及びドップラ周波数インデックスfs_comp_cfar(nsw)に対して、検出した物標のndm番目のドップラ多重信号のドップラ周波数をFDP(ndm, fs_comp_cfar(nsw))と表記する。 In the following, the Doppler frequency of the ndm-th Doppler multiplex signal of the detected target is calculated as FDP ( ndm, f It is written as s_comp_cfar (nsw)).

以上のような動作により、第nsw番目のドップラ多重分離部216は、CFAR部211から入力される距離インデックスfb_cfar及びドップラ周波数インデックスfs_comp_cfar及び第nsw番目のドップラ解析部210の出力に基づいてドップラ多重分離を行う。そして、第nsw番目のドップラ多重分離部216は、距離インデックスfb_cfar及びNDM(nsw)個のドップラ多重信号のドップラ周波数成分の第nsw番目のドップラ解析部210の出力VFT nsw(fb_cfar, FDP(1,fs_comp_cfar)), VFT nsw(fb_cfar, FDP(2,fs_comp_cfar)),~, VFT nsw(fb_cfar, FDP(NDM(nsw),fs_comp_cfar)を、ドップラ多重信号の分離受信信号として方向推定部214に出力する。ここで、z=1,~,Naであり、nsw=1,~,Nswである。 Through the above operations, the nsw-th Doppler demultiplexer 216 performs Doppler demultiplexing based on the distance index f b_cfar and Doppler frequency index f s_comp_cfar input from the CFAR unit 211 and the output of the nsw-th Doppler analysis unit 210. Perform demultiplexing. Then, the nsw-th Doppler demultiplexer 216 uses the distance index f b_cfar and the output VFT z nsw ( f b_cfar , FDP(1,f s_comp_cfar )), VFT z nsw (f b_cfar , FDP(2,f s_comp_cfar )), ~, VFT z nsw (f b_cfar , FDP(N DM (nsw),f s_comp_cfar ) as a Doppler multiplexed signal It is output to the direction estimating section 214 as a separated received signal of z=1,~,Na, and nsw=1,~,Nsw.

図25において、方向推定部214は、ドップラ多重分離部216から入力される距離インデックスfb_cfar、ドップラ周波数インデックスfs_comp_cfarに対するドップラ多重信号の分離受信信号に基づいてターゲットの方向推定処理を行う。 In FIG. 25, the direction estimation unit 214 performs target direction estimation processing based on the separated received signal of the Doppler multiplexed signal for the distance index f b_cfar and Doppler frequency index f s_comp_cfar input from the Doppler demultiplexer 216.

方向推定部214は、ドップラ多重信号の分離受信信号である各nsw番目のドップラ解析部210の出力VFT nsw(fb_cfar, FDP(1,fs_comp_cfar)), VFT nsw(fb_cfar, FDP(2,fs_comp_cfar)),~, VFT nsw(fb_cfar, FDP(NDM(nsw),fs_comp_cfar)毎に、各仮想受信アレー相関ベクトルhsnsw(b_cfar, fs_comp_cfar)を生成し、方向推定処理を行う。式(89)に示すように、各仮想受信アレー相関ベクトルhsnsw(b_cfar, fs_comp_cfar)は、NDM(nsw)×Na個の要素を含む。方向推定部214は、Nsw個の仮想受信アレー相関ベクトルhs1(fb_cfar, fs_comp_cfar)~hsNsw(fb_cfar, fs_comp_cfar)を用いて、ターゲットからの反射波信号に対して各受信アンテナ202間の位相差に基づく方向推定処理を行う。

Figure 2023141038000093
The direction estimation unit 214 uses the outputs of each nsw-th Doppler analysis unit 210, which are separated received signals of the Doppler multiplexed signal, VFT z nsw (f b_cfar , FDP(1, f s_comp_cfar )), VFT z nsw (f b_cfar , FDP( 2, f s_comp_cfar )),~, For each VFT z nsw (f b_cfar , FDP(N DM (nsw), f s_comp_cfar ), generate each virtual receiving array correlation vector hs nsw ( b_cfar , f s_comp_cfar ) and perform direction estimation. As shown in Equation (89), each virtual receiving array correlation vector hs nsw ( b_cfar , f s_comp_cfar ) includes N DM (nsw)×Na elements. Using the virtual receiving array correlation vector hs 1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) to hs Nsw (f b_cfar , f s_comp_cfar ), direction estimation is performed based on the phase difference between each receiving antenna 202 for the reflected wave signal from the target. Perform processing.
Figure 2023141038000093

方向推定部214は、Nsw個の仮想受信アレー相関ベクトルhs1(fb_cfar, fs_comp_cfar)~hsNsw(fb_cfar, fs_comp_cfar)から、所定の送信アンテナの偏波と受信アンテナの偏波との組み合わせとなる要素を抽出し、抽出した要素からなる仮想受信アレー相関ベクトルを用いて方向推定処理を行ってもよい。これにより、所定の送信アンテナの偏波及び受信アンテナの偏波毎の方向推定の結果を得ることができる。 The direction estimation unit 214 calculates the polarization between the predetermined transmitting antenna polarization and the receiving antenna polarization from the Nsw virtual receiving array correlation vectors hs 1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) to hs Nsw (f b_cfar , f s_comp_cfar ). Elements to be combined may be extracted and direction estimation processing may be performed using a virtual reception array correlation vector made up of the extracted elements. Thereby, it is possible to obtain direction estimation results for each polarization of a predetermined transmitting antenna and a predetermined receiving antenna.

例えば、送信切替制御部112が上述した図26のドップラ多重割り当てテーブルに基づいて制御を行う場合、Nsw=2個の仮想受信アレー相関ベクトルhs1(fb_cfar, fs_comp_cfar)及びhs(fb_cfar, fs_comp_cfar)が得られる。 For example, when the transmission switching control unit 112 performs control based on the above - described Doppler multiplex assignment table of FIG. , f s_comp_cfar ) is obtained.

ここで、nsw=1となる仮想受信アレー相関ベクトルhs1(fb_cfar, fs_comp_cfar)は、次式(90)のような要素を含み、ドップラ多重数NDM(1)=2である。また、DOP1及びDOP2を用いてドップラ多重した信号は正旋円偏波の送信信号に対する反射受信信号であるため、方向推定部214は、正旋円偏波に対する方向推定処理において、仮想受信アレー相関ベクトルhs1(fb_cfar, fs_comp_cfar)を用いて方向推定処理を行う。

Figure 2023141038000094
Here, the virtual receiving array correlation vector hs 1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) with nsw=1 includes an element as shown in the following equation (90), and the Doppler multiplex number N DM (1)=2. In addition, since the Doppler multiplexed signal using DOP 1 and DOP 2 is a reflected reception signal for the transmission signal of normal circular polarization, the direction estimation unit 214 uses virtual reception in the direction estimation process for normal circular polarization. Direction estimation processing is performed using the array correlation vector hs 1 (f b_cfar , f s_comp_cfar ).
Figure 2023141038000094

また、nsw=2 となる仮想受信アレー相関ベクトルhs2(fb_cfar, fs_comp_cfar)は、次式(91)のような要素を含み、ドップラ多重数NDM(1)=4である。また、DOP1、DOP2、DOP3及びDOP4を用いてドップラ多重した信号は水平偏波あるいは垂直偏波の送信信号に対する反射受信信号であるため、方向推定部214は、直線偏波に対する方向推定処理において、仮想受信アレー相関ベクトルhs(fb_cfar, fs_comp_cfar)を用いて方向推定処理を行う。

Figure 2023141038000095
Further, the virtual reception array correlation vector hs 2 (f b_cfar , f s_comp_cfar ) with nsw=2 includes an element as shown in the following equation (91), and the Doppler multiplex number N DM (1)=4. Furthermore, since the Doppler multiplexed signal using DOP 1 , DOP 2 , DOP 3 , and DOP 4 is a reflected reception signal for a horizontally polarized or vertically polarized transmitted signal, the direction estimation unit 214 determines the direction for linearly polarized waves. In the estimation process, the direction estimation process is performed using the virtual receiving array correlation vector hs 2 (f b_cfar , f s_comp_cfar ).
Figure 2023141038000095

以下、方向推定部214における、仮想受信アレー相関ベクトルhs2(fb_cfar, fs_cfar)を用いた直線偏波に対する方向推定処理、正旋円偏波仮想受信アレー相関ベクトルhs2(fb_cfar, fs_cfar)を用いた正旋円偏波に対する方向推定処理は実施の形態1と同様であり、その動作の説明を省略する。 Hereinafter, the direction estimation process for linearly polarized waves using the virtual reception array correlation vector h s2 (f b_cfar , f s_cfar ) in the direction estimation unit 214, and the direction estimation process for linearly polarized waves using the virtual reception array correlation vector h s2 (f b_cfar , f The direction estimation process for normal circularly polarized waves using (s_cfar ) is the same as in Embodiment 1, and the explanation of its operation will be omitted.

なお、方向推定部214は、異なる種類の偏波の組み合わせが含まれた受信信号を用いて方向推定処理を行ってもよい。この場合、偏波に依存性が低い方向推定結果が得られ、より多くの仮想アンテナを用いた方向推定処理を行うことで、受信SNRが向上するため、レーダ装置10cの検出性能が向上する。また、利用可能な仮想受信アンテナの最大限の開口長を用いた方向推定処理を行うため、角度分解能も向上する。 Note that the direction estimation unit 214 may perform direction estimation processing using a received signal that includes a combination of different types of polarized waves. In this case, a direction estimation result that is less dependent on polarization is obtained, and by performing direction estimation processing using more virtual antennas, the reception SNR is improved, and therefore the detection performance of the radar device 10c is improved. Furthermore, since direction estimation processing is performed using the maximum aperture length of the available virtual reception antenna, angular resolution is also improved.

また、方向推定部214は、上述した送信及び受信とも同種の偏波アンテナを用いた方向推定処理と、異なる種類の偏波を組み合わせた方向推定処理とを行い、これら両方の方向推定結果を方向推定処理結果としてもよい。これにより、偏波に依存度の高い方向推定処理結果と、偏波の依存性が低い方向推定処理結果とが得られる。このような方向推定処理の結果を、図に示していない物標識別処理部に入力し、物標の識別処理を行ってもよい。 Further, the direction estimation unit 214 performs direction estimation processing using the same type of polarized antenna for both transmission and reception as described above, and direction estimation processing using a combination of different types of polarized waves, and uses the direction estimation results of both of these as the direction estimation process. It may also be an estimation processing result. As a result, a direction estimation processing result with a high polarization dependence and a direction estimation processing result with a low polarization dependence can be obtained. The results of such direction estimation processing may be input to a processing unit for each object mark (not shown) to perform target object identification processing.

なお、本実施の形態2において用いる送信ウエイトWntx(nsw)は、送信アンテナ109間の位相偏差が予め補正される場合の符号を表している。従って、ビーム送信アンテナがオンの場合、送信ウエイト生成部113は、ビーム送信アンテナを構成する2個の送信アンテナの各給電点における位相差は、各送信アンテナに付与された送信ウエイト間の位相差となる。 Note that the transmission weight W ntx (nsw) used in the second embodiment represents a code when the phase deviation between the transmitting antennas 109 is corrected in advance. Therefore, when the beam transmission antenna is on, the transmission weight generation unit 113 calculates that the phase difference at each feeding point of the two transmission antennas forming the beam transmission antenna is the phase difference between the transmission weights given to each transmission antenna. becomes.

ここで、ビーム送信アンテナを構成する2個の送信アンテナに付与する送信ウエイトとして、一方の送信アンテナ109に対し、Amp×exp[jη]の送信ウエイトを設定し、他方の送信アンテナ109に対し、Amp×exp[j(η+π/2)]あるいはAmp×exp[j(η-π/2)]となる送信ウエイトを付与する場合、送信周期毎に2個の送信アンテナの給電点間の位相差は、90°あるいは-90°となる。 Here, as the transmission weight given to the two transmitting antennas constituting the beam transmitting antenna, a transmitting weight of Amp×exp[jη] is set for one transmitting antenna 109, and a transmitting weight of Amp×exp[jη] is set for the other transmitting antenna 109. When assigning a transmission weight of Amp×exp[j(η+π/2)] or Amp×exp[j(η-π/2)], the weight between the feeding points of two transmitting antennas is The phase difference is 90° or -90°.

同様に、ビーム送信アンテナを構成する2個の送信アンテナに付与する送信ウエイトとして、一方の送信アンテナ109に対し、Amp×exp[jη]の送信ウエイトを設定し、他方の送信アンテナ109に対し、Amp×exp[j(η+ξ)]あるいはAmp×exp[j(η-ξ)]となる送信ウエイトを付与する場合、送信周期毎に2個の送信アンテナの給電点間の位相差は、ξあるいは-ξとなる。ここで、例えば、ξはπ/6~5π/6ラジアン(=30°~150°)の範囲を用いてよい。 Similarly, as the transmission weight given to the two transmitting antennas constituting the beam transmitting antenna, a transmitting weight of Amp×exp[jη] is set for one transmitting antenna 109, and a transmitting weight of Amp×exp[jη] is set for the other transmitting antenna 109. When assigning a transmission weight of Amp×exp[j(η+ξ)] or Amp×exp[j(η-ξ)], the phase difference between the feeding points of two transmitting antennas in each transmission period is ξ or -ξ. Here, for example, ξ may be in the range of π/6 to 5π/6 radians (=30° to 150°).

以上、本開示の各実施の形態について説明した。 Each embodiment of the present disclosure has been described above.

[他の実施の形態]
(1)図15~図18に示すアンテナ配置例では、一例として、送信アンテナ109の偏波の種類が左から「H」、「V」、「H」、「V」の並びについて説明したが、送信アンテナ109の配置は、これに限定されず、隣り合う送信アンテナ109が水平偏波アンテナ(H)と垂直偏波アンテナ(V)とのペアとなる配置であればよい。
[Other embodiments]
(1) In the antenna arrangement examples shown in FIGS. 15 to 18, as an example, the types of polarization of the transmitting antenna 109 are arranged as "H", "V", "H", and "V" from the left. The arrangement of the transmitting antennas 109 is not limited to this, but may be any arrangement in which adjacent transmitting antennas 109 form a pair of a horizontally polarized antenna (H) and a vertically polarized antenna (V).

例えば、図15~図18に示すアンテナ配置において、送信アンテナ109の偏波の種類が左から「H」、「V」、「V」、「H」の並びでもよい。この並びの場合、例えば、アイソレーションが高くなる。また、例えば、図15~図18に示すアンテナ配置において、送信アンテナ109の偏波の種類が左から「V」、「H」、「H」、「V」の並びでもよい。 For example, in the antenna arrangements shown in FIGS. 15 to 18, the polarization types of the transmitting antenna 109 may be arranged in the order of "H", "V", "V", and "H" from the left. In this arrangement, for example, isolation is high. Furthermore, for example, in the antenna arrangements shown in FIGS. 15 to 18, the polarization types of the transmitting antenna 109 may be arranged in the order of "V", "H", "H", and "V" from the left.

(2)本開示の一実施例に係るレーダ装置において、レーダ送信部及びレーダ受信部は、物理的に離れた場所に個別に配置されてもよい。また、本開示の一実施例に係るレーダ受信部において、方向推定部と、他の構成部とは、物理的に離れた場所に個別に配置されてもよい。 (2) In the radar device according to an embodiment of the present disclosure, the radar transmitting section and the radar receiving section may be individually arranged at physically separate locations. Furthermore, in the radar receiving section according to an embodiment of the present disclosure, the direction estimating section and other components may be individually arranged at physically distant locations.

(3)本開示の一実施例において用いた、送信アンテナ数Nt、受信アンテナ数Na、ドップラ多重数NDM、符号数NCM、ビーム送信アンテナ数NBF、送信アンテナのペア数、ドップラシフト可変設定周期といったパラメータの数値は一例であり、それらの値に限定されない。 (3) Number of transmitting antennas Nt, number of receiving antennas Na, number of Doppler multiplexing N DM , number of codes N CM , number of beam transmitting antennas N BF , number of pairs of transmitting antennas, and variable Doppler shift used in an embodiment of the present disclosure The numerical values of parameters such as the setting period are just examples, and the present invention is not limited to these values.

本開示の一実施例に係るレーダ装置は、図示しないが、例えば、CPU(Central Processing Unit)、制御プログラムを格納したROM(Read Only Memory)等の記憶媒体、およびRAM(Random Access Memory)等の作業用メモリを有する。この場合、上記した各部の機能は、CPUが制御プログラムを実行することにより実現される。但し、レーダ装置のハードウェア構成は、かかる例に限定されない。例えば、レーダ装置の各機能部は、集積回路であるIC(Integrated Circuit)として実現されてもよい。各機能部は、個別に1チップ化されてもよいし、その一部または全部を含むように1チップ化されてもよい。 Although not shown, the radar device according to an embodiment of the present disclosure includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a storage medium such as a ROM (Read Only Memory) storing a control program, and a RAM (Random Access Memory). Has working memory. In this case, the functions of each section described above are realized by the CPU executing a control program. However, the hardware configuration of the radar device is not limited to this example. For example, each functional unit of the radar device may be realized as an integrated circuit (IC). Each functional unit may be individually integrated into one chip, or may include a part or all of the functional units into one chip.

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。 Although various embodiments have been described above with reference to the drawings, it goes without saying that the present disclosure is not limited to such examples. It is clear that those skilled in the art can come up with various changes or modifications within the scope of the claims, and these naturally fall within the technical scope of the present disclosure. Understood. Further, each of the constituent elements in the above embodiments may be arbitrarily combined without departing from the spirit of the disclosure.

また、上述した実施の形態における「・・・部」という表記は、「・・・回路(circuitry)」、「・・・アッセンブリ」、「・・・デバイス」、「・・・ユニット」、又は、「・・・モジュール」といった他の表記に置換されてもよい。 Furthermore, in the embodiments described above, the expression "...unit" means "...circuitry", "...assembly", "...device", "...unit", or , "...module" may be substituted with other notations.

上記各実施形態では、本開示はハードウェアを用いて構成する例にとって説明したが、本開示はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。 In each of the above embodiments, the present disclosure has been explained using an example configured using hardware, but the present disclosure can also be realized by software in cooperation with hardware.

また、上記各実施形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。集積回路は、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックを制御し、入力端子と出力端子を備えてもよい。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように1チップ化されてもよい。ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。 Furthermore, each functional block used in the description of each of the above embodiments is typically realized as an LSI, which is an integrated circuit. The integrated circuit may control each functional block used in the description of the above embodiments, and may include an input terminal and an output terminal. These may be integrated into one chip individually, or may be integrated into one chip including some or all of them. Although it is referred to as an LSI here, it may also be called an IC, system LSI, super LSI, or ultra LSI depending on the degree of integration.

また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサを用いて実現してもよい。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、LSI内部の回路セルの接続又は設定を再構成可能なリコンフィギュラブル プロセッサ(Reconfigurable Processor)を利用してもよい。 Moreover, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be implemented using a dedicated circuit or a general-purpose processor. After the LSI is manufactured, an FPGA (Field Programmable Gate Array) that can be programmed or a reconfigurable processor that can reconfigure the connections or settings of circuit cells inside the LSI may be used.

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により、LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックを集積化してもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。 Furthermore, if an integrated circuit technology that replaces LSI emerges due to advancements in semiconductor technology or other derivative technologies, it is natural that functional blocks may be integrated using that technology. Possibilities include the application of biotechnology.

<本開示のまとめ>
本開示の一実施例に係るレーダ装置は、第1の直線偏波を放射する第1の送信アンテナ、及び、前記第1の送信アンテナに隣り合い、前記第1の直線偏波と異なる第2の直線偏波を放射する第2の送信アンテナを含む複数の送信アンテナと、各送信周期における前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとの間の位相がξ又は-ξ異なる位相回転量が付与された送信信号を前記複数の送信アンテナから多重送信する送信回路と、を具備する。
<Summary of this disclosure>
A radar device according to an embodiment of the present disclosure includes a first transmitting antenna that emits a first linearly polarized wave, and a second transmitting antenna that is adjacent to the first transmitting antenna and that is different from the first linearly polarized wave. a plurality of transmitting antennas including a second transmitting antenna that radiates linearly polarized waves; and a phase rotation in which the phase between the first transmitting antenna and the second transmitting antenna in each transmission period is different by ξ or −ξ. and a transmitting circuit that multiplex transmits the transmission signal to which the amount of transmission is assigned from the plurality of transmitting antennas.

本開示の一実施例において、前記送信回路は、複数の直交符号を用いて、前記送信信号を符号多重送信し、前記複数の直交符号のうち、前記第1の送信アンテナから送信される前記送信信号に対する第1の直交符号と、前記第2の送信アンテナから送信される前記送信信号に対する第2の直交符号との間において、各送信周期に対応する符号要素の位相はξ又は-ξ異なる。 In one embodiment of the present disclosure, the transmission circuit code-multiplexes the transmission signal using a plurality of orthogonal codes, and the transmission circuit transmits the transmission signal from the first transmission antenna among the plurality of orthogonal codes. Between the first orthogonal code for the signal and the second orthogonal code for the transmission signal transmitted from the second transmission antenna, the phase of the code element corresponding to each transmission period differs by ξ or −ξ.

本開示の一実施例において、前記ξは、30°から150°の範囲の何れかの値である。 In one embodiment of the present disclosure, ξ has a value in the range of 30° to 150°.

本開示の一実施例において、前記送信回路は、前記第1の送信アンテナ及び前記第2の送信アンテナに同一のドップラシフト量を設定する。 In one embodiment of the present disclosure, the transmitting circuit sets the same amount of Doppler shift to the first transmitting antenna and the second transmitting antenna.

本開示の一実施例において、前記複数の送信アンテナに、前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとのペアが複数含まれる場合、前記送信回路は、前記複数のペアのそれぞれに異なるドップラシフト量を設定する。 In one embodiment of the present disclosure, when the plurality of transmitting antennas include a plurality of pairs of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna, the transmitting circuit is configured to provide a different transmitting circuit for each of the plurality of pairs. Set the amount of Doppler shift.

本開示の一実施例において、奇数番目及び偶数番目の何れか一方の送信周期において、前記第1の送信アンテナ及び前記第2の送信アンテナから送信される前記送信信号がターゲットに反射した反射波信号を用いてドップラ解析を行う第1のドップラ解析回路と、奇数番目及び偶数番目の何れか他方の送信周期において、前記反射波信号を用いてドップラ解析を行う第2のドップラ解析回路と、前記第1のドップラ解析回路の出力及び前記第2のドップラ解析回路の出力の何れか一方を用いて、円偏波の信号を分離する第1の分離回路と、前記第1のドップラ解析回路の出力及び前記第2のドップラ解析回路の出力の双方を用いて、前記第1の直線偏波及び前記第2の直線偏波の少なくとも一つの信号を分離する第2の分離回路と、を更に具備する。 In an embodiment of the present disclosure, in one of an odd-numbered transmission period and an even-numbered transmission period, a reflected wave signal obtained by reflecting the transmission signal transmitted from the first transmission antenna and the second transmission antenna on a target. a first Doppler analysis circuit that performs Doppler analysis using the reflected wave signal; a second Doppler analysis circuit that performs Doppler analysis using the reflected wave signal in the other of the odd-numbered and even-numbered transmission cycles; a first separation circuit that separates a circularly polarized wave signal using either the output of the first Doppler analysis circuit and the output of the second Doppler analysis circuit; the output of the first Doppler analysis circuit; The apparatus further includes a second separation circuit that separates at least one signal of the first linearly polarized wave and the second linearly polarized wave using both outputs of the second Doppler analysis circuit.

本開示の一実施例において、複数の受信アンテナ、を更に具備し、前記複数の受信アンテナは、前記第1の直線偏波、前記第2の直線偏波、第1の方向の円偏波、及び、前記第1の方向と逆の第2の方向の円偏波の少なくとも一つの偏波を受信するアンテナを含む。 An embodiment of the present disclosure further includes a plurality of receiving antennas, the plurality of receiving antennas including the first linearly polarized wave, the second linearly polarized wave, the circularly polarized wave in the first direction, and an antenna that receives at least one circularly polarized wave in a second direction opposite to the first direction.

本開示の一実施例において、前記複数の送信アンテナに、前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとのペアが複数含まれる場合、前記送信回路は、前記複数のペアのそれぞれから前記送信信号を時分割多重送信する。 In an embodiment of the present disclosure, when the plurality of transmitting antennas include a plurality of pairs of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna, the transmitting circuit selects the transmitter from each of the plurality of pairs. Time division multiplex transmission of transmission signals.

本開示の一実施例において、前記送信回路は、前記第1の送信アンテナ及び前記第2の送信アンテナのそれぞれからの送信の際に、同一のドップラシフト量、及び、位相がξ又は-ξ異なる送信ウエイトを適用して前記送信信号を多重送信する第1送信処理と、異なるドップラシフト量を適用して前記送信信号を多重送信する第2送信処理と、を時間的に切り替える。 In one embodiment of the present disclosure, the transmitting circuit transmits signals from the first transmitting antenna and the second transmitting antenna using the same amount of Doppler shift and different phases by ξ or −ξ. A first transmission process in which the transmission signal is multiplexed by applying a transmission weight and a second transmission process in which the transmission signal is multiplexed by applying a different amount of Doppler shift are temporally switched.

本開示の一実施例において、前記送信回路は、前記第1の送信アンテナ及び前記第2の送信アンテナのそれぞれからの送信の際に、同一のドップラシフト量、及び、位相がξ又は-ξ異なる送信ウエイトを適用して前記送信信号を多重送信する第1送信処理と、異なるドップラシフト量を適用して前記送信信号を多重送信する第2送信処理と、を同一送信周期において行う。 In one embodiment of the present disclosure, the transmitting circuit transmits signals from the first transmitting antenna and the second transmitting antenna using the same amount of Doppler shift and different phases by ξ or −ξ. A first transmission process in which the transmission signal is multiplexed by applying a transmission weight, and a second transmission process in which the transmission signal is multiplexed by applying a different amount of Doppler shift are performed in the same transmission cycle.

本開示の一実施例において、前記複数の送信アンテナに、前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとのペアが複数含まれる場合、前記送信回路は、前記第1送信処理において、前記複数のペアのそれぞれに異なるドップラシフト量を設定する。 In an embodiment of the present disclosure, when the plurality of transmitting antennas include a plurality of pairs of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna, the transmitting circuit may perform the A different amount of Doppler shift is set for each of the plurality of pairs.

本開示の一実施例において、複数の受信アンテナ、を更に具備し、前記複数の送信アンテナに、前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとのペアが複数含まれ、前記複数のペアのそれぞれの位相中心の間隔と、前記複数の受信アンテナのうちの隣り合う受信アンテナ間の間隔との差は、前記送信信号の波長に基づく規定値である。 An embodiment of the present disclosure further includes a plurality of receiving antennas, the plurality of transmitting antennas include a plurality of pairs of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna, and the plurality of pairs of transmitting antennas include a plurality of pairs of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna. The difference between the spacing between the phase centers of each of the plurality of receiving antennas and the spacing between adjacent receiving antennas among the plurality of receiving antennas is a specified value based on the wavelength of the transmission signal.

本開示の一実施例において、前記規定値は、前記波長の0.45倍から0.8倍の範囲の何れかの値である。 In one embodiment of the present disclosure, the specified value is a value in a range of 0.45 times to 0.8 times the wavelength.

本開示の一実施例において、複数の受信アンテナ、を更に具備し、第1の方向において、前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとの間隔と、前記複数の受信アンテナのうちの隣り合う受信アンテナ間の間隔と、は前記送信信号の波長に基づく第1の規定値であり、前記第1の方向に直交する第2の方向において、前記複数の受信アンテナのうち、一部の受信アンテナと、他の受信アンテナとの間隔は、前記送信信号の波長に基づく第2の規定値である。 In an embodiment of the present disclosure, the embodiment further includes a plurality of receiving antennas, and in the first direction, the distance between the first transmitting antenna and the second transmitting antenna, and the distance between the first transmitting antenna and the second transmitting antenna, The interval between adjacent receiving antennas is a first specified value based on the wavelength of the transmission signal, and in a second direction orthogonal to the first direction, some of the plurality of receiving antennas The distance between one receiving antenna and another receiving antenna is a second specified value based on the wavelength of the transmitted signal.

本開示の一実施例において、前記第1の規定値及び前記第2の規定値のそれぞれは、前記波長の0.45倍から0.8倍の範囲の何れかの値である。 In one embodiment of the present disclosure, each of the first specified value and the second specified value is a value in a range of 0.45 times to 0.8 times the wavelength.

本開示は、広角範囲を検知するレーダ装置として好適である。 The present disclosure is suitable as a radar device that detects a wide angle range.

10,10a,10b,10c レーダ装置
100,100a,100b,100c レーダ送信部
101 レーダ送信信号生成部
102 送信信号生成制御部
103 変調信号発生部
104 VCO
105 位相回転量設定部
106 ドップラシフト設定部
107 符号化部
108 位相回転部
109 送信アンテナ
110,112 送信切替制御部
111 送信切替部
113 送信ウエイト生成部
114 送信ウエイト乗算部
200 レーダ受信部
201 アンテナ系統処理部
202 受信アンテナ
203 受信無線部
204 ミキサ部
205 LPF
206 信号処理部
207 AD変換部
208 ビート周波数解析部
209 出力切替部
210 ドップラ解析部
211 CFAR部
212 符号化ドップラ多重分離部
213,216 ドップラ多重分離部
214 方向推定部
215 符号多重分離部
300 測位出力部
10, 10a, 10b, 10c radar device 100, 100a, 100b, 100c radar transmitter 101 radar transmission signal generator 102 transmitter signal generation controller 103 modulation signal generator 104 VCO
105 Phase rotation amount setting section 106 Doppler shift setting section 107 Encoding section 108 Phase rotation section 109 Transmission antenna 110, 112 Transmission switching control section 111 Transmission switching section 113 Transmission weight generation section 114 Transmission weight multiplication section 200 Radar reception section 201 Antenna system Processing section 202 Receiving antenna 203 Receiving radio section 204 Mixer section 205 LPF
206 Signal processing section 207 AD conversion section 208 Beat frequency analysis section 209 Output switching section 210 Doppler analysis section 211 CFAR section 212 Coded Doppler demultiplexing section 213, 216 Doppler demultiplexing section 214 Direction estimation section 215 Code demultiplexing section 300 Positioning output Department

Claims (15)

第1の直線偏波を放射する第1の送信アンテナ、及び、前記第1の送信アンテナに隣り合い、前記第1の直線偏波と異なる第2の直線偏波を放射する第2の送信アンテナを含む複数の送信アンテナと、
各送信周期における前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとの間の位相がξ又は-ξ異なる位相回転量が付与された送信信号を前記複数の送信アンテナから多重送信する送信回路と、
を具備するレーダ装置。
a first transmitting antenna that radiates a first linearly polarized wave; and a second transmitting antenna that is adjacent to the first transmitting antenna and radiates a second linearly polarized wave that is different from the first linearly polarized wave. multiple transmitting antennas including;
a transmitting circuit that multiplex transmits, from the plurality of transmitting antennas, transmitting signals to which a phase rotation amount that differs by ξ or -ξ between the first transmitting antenna and the second transmitting antenna in each transmission cycle; ,
A radar device equipped with.
前記送信回路は、複数の直交符号を用いて、前記送信信号を符号多重送信し、
前記複数の直交符号のうち、前記第1の送信アンテナから送信される前記送信信号に対する第1の直交符号と、前記第2の送信アンテナから送信される前記送信信号に対する第2の直交符号との間において、各送信周期に対応する符号要素の位相はξ又は-ξ異なる、
請求項1に記載のレーダ装置。
The transmission circuit code-multiplexes the transmission signal using a plurality of orthogonal codes,
Among the plurality of orthogonal codes, a first orthogonal code for the transmission signal transmitted from the first transmission antenna and a second orthogonal code for the transmission signal transmitted from the second transmission antenna. between, the phases of the code elements corresponding to each transmission period differ by ξ or -ξ,
The radar device according to claim 1.
前記ξは、30°から150°の範囲の何れかの値である、
請求項1に記載のレーダ装置。
The ξ is any value in the range of 30° to 150°,
The radar device according to claim 1.
前記送信回路は、前記第1の送信アンテナ及び前記第2の送信アンテナに同一のドップラシフト量を設定する、
請求項2に記載のレーダ装置。
The transmitting circuit sets the same amount of Doppler shift to the first transmitting antenna and the second transmitting antenna,
The radar device according to claim 2.
前記複数の送信アンテナに、前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとのペアが複数含まれる場合、前記送信回路は、前記複数のペアのそれぞれに異なるドップラシフト量を設定する、
請求項2に記載のレーダ装置。
When the plurality of transmitting antennas include a plurality of pairs of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna, the transmitting circuit sets a different amount of Doppler shift for each of the plurality of pairs,
The radar device according to claim 2.
奇数番目及び偶数番目の何れか一方の送信周期において、前記第1の送信アンテナ及び前記第2の送信アンテナから送信される前記送信信号がターゲットに反射した反射波信号を用いてドップラ解析を行う第1のドップラ解析回路と、
奇数番目及び偶数番目の何れか他方の送信周期において、前記反射波信号を用いてドップラ解析を行う第2のドップラ解析回路と、
前記第1のドップラ解析回路の出力及び前記第2のドップラ解析回路の出力の何れか一方を用いて、円偏波の信号を分離する第1の分離回路と、
前記第1のドップラ解析回路の出力及び前記第2のドップラ解析回路の出力の双方を用いて、前記第1の直線偏波及び前記第2の直線偏波の少なくとも一つの信号を分離する第2の分離回路と、を更に具備する、
請求項1に記載のレーダ装置。
A Doppler analysis is performed using a reflected wave signal of the transmission signal transmitted from the first transmission antenna and the second transmission antenna reflected by the target in either an odd-numbered transmission period or an even-numbered transmission period. 1 Doppler analysis circuit,
a second Doppler analysis circuit that performs Doppler analysis using the reflected wave signal in the other of the odd-numbered and even-numbered transmission cycles;
a first separation circuit that separates circularly polarized signals using either the output of the first Doppler analysis circuit or the output of the second Doppler analysis circuit;
A second method for separating at least one signal of the first linearly polarized wave and the second linearly polarized wave using both the output of the first Doppler analysis circuit and the output of the second Doppler analysis circuit. further comprising: a separation circuit;
The radar device according to claim 1.
複数の受信アンテナ、を更に具備し、
前記複数の受信アンテナは、前記第1の直線偏波、前記第2の直線偏波、第1の方向の円偏波、及び、前記第1の方向と逆の第2の方向の円偏波の少なくとも一つの偏波を受信するアンテナを含む、
請求項1に記載のレーダ装置。
further comprising a plurality of receiving antennas,
The plurality of receiving antennas receive the first linearly polarized wave, the second linearly polarized wave, the circularly polarized wave in a first direction, and the circularly polarized wave in a second direction opposite to the first direction. an antenna for receiving at least one polarization of
The radar device according to claim 1.
前記複数の送信アンテナに、前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとのペアが複数含まれる場合、前記送信回路は、前記複数のペアのそれぞれから前記送信信号を時分割多重送信する、
請求項1に記載のレーダ装置。
When the plurality of transmitting antennas include a plurality of pairs of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna, the transmitting circuit time-division multiplex transmits the transmitting signal from each of the plurality of pairs. ,
The radar device according to claim 1.
前記送信回路は、前記第1の送信アンテナ及び前記第2の送信アンテナのそれぞれからの送信の際に、
同一のドップラシフト量、及び、位相がξ又は-ξ異なる送信ウエイトを適用して前記送信信号を多重送信する第1送信処理と、
異なるドップラシフト量を適用して前記送信信号を多重送信する第2送信処理と、
を時間的に切り替える、
請求項1に記載のレーダ装置。
The transmitting circuit, upon transmission from each of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna,
a first transmission process of multiplex transmitting the transmission signals by applying transmission weights having the same Doppler shift amount and different phases by ξ or −ξ;
a second transmission process of multiplexing the transmission signal by applying different Doppler shift amounts;
change over time,
The radar device according to claim 1.
前記送信回路は、前記第1の送信アンテナ及び前記第2の送信アンテナのそれぞれからの送信の際に、
同一のドップラシフト量、及び、位相がξ又は-ξ異なる送信ウエイトを適用して前記送信信号を多重送信する第1送信処理と、
異なるドップラシフト量を適用して前記送信信号を多重送信する第2送信処理と、
を同一送信周期において行う、
請求項1に記載のレーダ装置。
The transmitting circuit, upon transmission from each of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna,
a first transmission process of multiplex transmitting the transmission signals by applying transmission weights having the same Doppler shift amount and different phases by ξ or −ξ;
a second transmission process of multiplexing the transmission signal by applying different Doppler shift amounts;
in the same transmission cycle,
The radar device according to claim 1.
前記複数の送信アンテナに、前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとのペアが複数含まれる場合、前記送信回路は、前記第1送信処理において、前記複数のペアのそれぞれに異なるドップラシフト量を設定する、
請求項8に記載のレーダ装置。
When the plurality of transmitting antennas include a plurality of pairs of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna, the transmitting circuit performs a different Doppler operation on each of the plurality of pairs in the first transmitting process. Set the shift amount,
The radar device according to claim 8.
複数の受信アンテナ、を更に具備し、
前記複数の送信アンテナに、前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとのペアが複数含まれ、
前記複数のペアのそれぞれの位相中心の間隔と、前記複数の受信アンテナのうちの隣り合う受信アンテナ間の間隔との差は、前記送信信号の波長に基づく規定値である、
請求項1に記載のレーダ装置。
further comprising a plurality of receiving antennas,
The plurality of transmitting antennas include a plurality of pairs of the first transmitting antenna and the second transmitting antenna,
The difference between the spacing between the phase centers of each of the plurality of pairs and the spacing between adjacent receiving antennas among the plurality of receiving antennas is a specified value based on the wavelength of the transmission signal,
The radar device according to claim 1.
前記規定値は、前記波長の0.45倍から0.8倍の範囲の何れかの値である、
請求項12に記載のレーダ装置。
The specified value is any value in the range of 0.45 times to 0.8 times the wavelength,
The radar device according to claim 12.
複数の受信アンテナ、を更に具備し、
第1の方向において、前記第1の送信アンテナと前記第2の送信アンテナとの間隔と、前記複数の受信アンテナのうちの隣り合う受信アンテナ間の間隔と、は前記送信信号の波長に基づく第1の規定値であり、
前記第1の方向に直交する第2の方向において、前記複数の受信アンテナのうち、一部の受信アンテナと、他の受信アンテナとの間隔は、前記送信信号の波長に基づく第2の規定値である、
請求項1に記載のレーダ装置。
further comprising a plurality of receiving antennas,
In the first direction, the distance between the first transmitting antenna and the second transmitting antenna and the distance between adjacent receiving antennas among the plurality of receiving antennas are determined based on the wavelength of the transmitted signal. The default value is 1,
In a second direction orthogonal to the first direction, the distance between some of the plurality of reception antennas and other reception antennas is a second specified value based on the wavelength of the transmission signal. is,
The radar device according to claim 1.
前記第1の規定値及び前記第2の規定値のそれぞれは、前記波長の0.45倍から0.8倍の範囲の何れかの値である、
請求項14に記載のレーダ装置。
Each of the first specified value and the second specified value is a value in a range of 0.45 times to 0.8 times the wavelength,
The radar device according to claim 14.
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